KR20230052906A - electro active sports glasses - Google Patents
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Abstract
전기 활성 렌즈는 두 개의 상이한 광학능에서 동시에 포커싱을 제공한다. 이는, 상이한 편광 상태(예, 수평 및 수직 편광 상태)에서 각각 광을 포커싱하고 동일한 광학축을 따라 정렬된 전기 활성 렌즈 요소 스택과 함께 수행한다. 제1 및 제2 전기 활성 렌즈 요소가 상이한 광학능을 갖는 경우, 제1 편광 상태의 광은 하나의 광학능에 포커싱될 수 있고, 제2 편광 상태의 광은 동시에 상이한 광학능에 포커싱될 수 있다. 전기 활성 렌즈는 상이한 단일 및 다중 광학능 사이에서 스위칭할 수 있다. 노안이 있는 사람은 종래의 이중 초점 안경 대신에 안경에 장착된 전기 활성 렌즈를 사용할 수 있다. 전기 활성 렌즈는 또한, 표적 조준을 개선하기 위한 스코프에 사용될 수 있다.Electroactive lenses provide focusing at two different optical powers simultaneously. This is done with a stack of electroactive lens elements aligned along the same optical axis and focusing light in different polarization states (eg, horizontal and vertical polarization states) respectively. When the first and second electroactive lens elements have different optical powers, light in a first polarization state can be focused to one optical power, and light in a second polarization state can be focused to different optical powers simultaneously. Electroactive lenses can switch between different single and multiple optical powers. A person with presbyopia may use electroactive lenses mounted on eyeglasses in place of conventional bifocal eyeglasses. Electroactive lenses can also be used in scopes to improve target aiming.
Description
관련 출원(들)에 대한 상호 참조Cross reference to related application(s)
본 출원은, 35 U.S.C. 119(e) 하에, 2020년 8월 19일에 출원된 미국 특허 출원 제63/067,839호에 대한 우선권을 주장하며, 모든 목적을 위해 본원에 전체가 참조로 포함된다.This application, 35 U.S.C. 119(e), priority is claimed to U.S. Patent Application Serial No. 63/067,839, filed on August 19, 2020, which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes.
시력은 나이가 들면서 나빠질 수 있다. 나이가 들면서 시력이 저하될 수 있는 것은 두 개의 상이한 거리에서 두 개의 상이한 초점 사이에서 초점을 빠르게 스위칭할 수 있는 능력이다. 시력이 좋은 젊은 사람은 일반적으로 가까운 물체와 먼 물체 사이에서 초점을 빠르게 스위칭할 수 있다. 나이가 들면서 빠르게 초점을 스위칭할 수 있는 능력을 상실할 수 있다. 나이가 들면서 시력이 저하될 수 있는 또 다른 것은 노안이라는 병태인, 가까운 물체를 선명하게 볼 수 있는 능력이다.Vision can deteriorate with age. It is the ability to quickly switch focus between two different focal points at two different distances that can cause vision to deteriorate with age. A young person with good eyesight can usually quickly switch focus between near and far objects. As we age, we may lose the ability to switch focus quickly. Another thing that can reduce vision with age is the ability to see close objects clearly, a condition called presbyopia.
노안에 대한 일반적인 치료는 이중 초점, 삼중 초점 또는 진행성 렌즈가 있는 안경을 착용하는 것이다. 이중 초점 렌즈는 상이한 능력을 갖는 두 영역을 갖는다. 이중 초점 렌즈의 상단 절반은 먼 물체에 대한 시력 교정이 있다. 이중 초점 렌즈의 하단 부분은 가까운 물체에 대한 판독 처방을 갖는다. 유사하게, 삼중 초점 렌즈는 근거리, 중간 거리 및 먼 거리에서 물체에 초점을 맞추기 위한 세 영역을 갖는다. 이중 초점 및 삼중 초점 렌즈는 일반적으로 처방의 변화를 나타내는 가시적인 선을 갖는다. 진행성 렌즈는 삼중 초점 렌즈와 유사하지만, 처방의 변화를 나타내는 가시적인 선이 없다. 진행성 렌즈는 "이음매가 없는" 삼중 초점 렌즈로 생각할 수 있다.A common treatment for presbyopia is to wear glasses with bifocals, trifocals or progressive lenses. A bifocal lens has two areas with different capabilities. The top half of the bifocal lens has vision correction for distant objects. The lower part of the bifocal lens has a reading prescription for close objects. Similarly, trifocal lenses have three zones for focusing objects at near, intermediate and far distances. Bifocal and trifocal lenses usually have a visible line indicating a change in prescription. Progressive lenses are similar to trifocal lenses, but there is no visible line indicating a change in prescription. Progressive lenses can be thought of as "seamless" trifocal lenses.
이중 초점 또는 진행성 안경을 착용하는 데에는 여러 단점이 있을 수 있다. 이중 초점, 삼중 초점, 또는 진행성 렌즈를 가진 안경 착용자가 한 방향으로 보는 동안 렌즈 내의 두 상이한 처방 사이에서 스위칭하기를 원하는 경우, 착용자는 착용자가 보는 렌즈의 어느 부분을 변화시키기 위해 머리 또는 안경을 움직여야 한다. 이러한 움직임은 특정 직업, 스포츠, 취미 및 일상 활동을 포함한 많은 활동에서 해로울 수 있다.There can be several disadvantages to wearing bifocals or progressive glasses. When a wearer of eyeglasses with bifocal, trifocal, or progressive lenses wishes to switch between two different prescriptions within the lenses while looking in one direction, the wearer must move their head or glasses to change which part of the lenses the wearer sees. do. These movements can be detrimental in many activities, including certain jobs, sports, hobbies, and daily activities.
예를 들어, 머리의 물리적 움직임이 문제를 야기할 수 있는 하나의 활동은 자동차를 운전할 때이다. 자동차를 운전할 때, 운전자는 앞길과 접근 표지판(예, 출구 경사로 또는 도로) 사이에서 그들의 초점을 빠르게 스위칭할 수 있어야 하며, 두 표지판 모두 운전자의 주의 영역에 있어야 한다. 운전자가 초점을 스위칭하기 위해 머리를 움직여야 하는 경우, 운전자의 반응 시간은 더 느릴 수 있다. 이는 위험한 운전 상태를 만들 수 있다.For example, one activity where physical movement of the head can cause problems is when driving a car. When driving a car, the driver must be able to quickly switch their focus between the road ahead and an approach sign (eg, exit ramp or road), both signs must be in the driver's area of attention. If the driver has to move their head to switch focus, the driver's reaction time may be slower. This can create unsafe driving conditions.
머리나 안경의 물리적 움직임은 사격 스포츠, 당구 및 라켓 스포츠와 같은 특정 스포츠를 할 때 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 사격할 때, 사격자는 소총의 조준 비드와 표적 사이에서 빠르게 초점을 스위칭하고자 할 수 있다. 전형적으로, 조준 비드는 표적을 성공적으로 맞추기 위해 표적에 대해 정렬된다. 이중 초점 또는 진행성 렌즈를 착용하는 경우, 촬영자는 렌즈의 다른 부분을 통해 볼 수 있도록 머리 또는 안경을 움직여야 할 수 있다. 이러한 움직임은 개인의 목표 달성 능력을 손상시키며, 이는 개인의 성과에 해로운 영향을 미칠 수 있다.Physical movement of the head or glasses can be a problem when playing certain sports such as shooting sports, billiards and racquet sports. For example, when shooting, a shooter may wish to quickly switch focus between the aiming bead of a rifle and the target. Typically, an aiming bead is aligned with respect to a target to successfully hit the target. When wearing bifocal or progressive lenses, the photographer may have to move their head or glasses to see through different parts of the lenses. These movements impair an individual's ability to achieve goals, which can have detrimental effects on an individual's performance.
본 발명의 전기 활성 렌즈 시스템은 머리 움직임 없이 두 상이한 광학능에서 동시에 포커싱을 제공할 수 있다. 이는, 상이한 편광 상태(예, 직교 수평 및 수직 편광 상태)에서 광을 포커싱하는 한 쌍의 또는 한 스택의 전기 활성 렌즈 요소(전기 활성 렌즈라고도 함)와 함께 수행된다. 예를 들어, 제1 전기 활성 렌즈 요소는 수평 편광된 광을 동적으로 포커싱하고 수직 편광된 광을 전달하지 않도록 구성될 수 있고, 제2 전기 활성 렌즈 요소는 수직 편광된 광을 동적으로 포커싱하고 수평 편광된 광을 전달하지 않도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 전기 활성 렌즈 요소가 상이한 광학능을 갖는 경우, 수평으로 편광된 광은 일 평면에 포커싱될 수 있고 수직으로 편광된 광은 상이한 평면에 포커싱될 수 있다.The electroactive lens system of the present invention can provide focusing at two different optical powers simultaneously without head movement. This is done with a pair or stack of electroactive lens elements (also referred to as electroactive lenses) that focus light in different polarization states (eg, orthogonal horizontal and vertical polarization states). For example, a first electroactive lens element can be configured to dynamically focus horizontally polarized light and not transmit vertically polarized light, and a second electroactive lens element to dynamically focus vertically polarized light and transmit horizontally polarized light. It can be configured not to transmit polarized light. When the first and second electroactive lens elements have different optical powers, horizontally polarized light can be focused in one plane and vertically polarized light can be focused in a different plane.
본 발명의 전기 활성 렌즈 시스템은 전기 활성 렌즈를 포함할 수 있다. 전기 활성 렌즈는 상태 A와 상태 B 사이에서 스위칭하도록 구성된 제1 전기 활성 렌즈 요소를 포함한다. 상태 A에서, 제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 편광 상태의 광에 대한 제1 광학능을 제공하고, 제1 편광 상태와 상이한 제2 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능을 제공한다. 상태 B에서, 제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 편광 상태의 광에 대한 제1 광학능과 상이한 제2 광학능 및 제2 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능을 제공한다. 전기 활성 렌즈는 또한, 제1 전기 활성 렌즈 요소와 광학 직렬로 제2 전기 활성 렌즈 요소를 포함한다. 제2 전기 활성 렌즈 요소는 상태 C와 상태 D 사이에서 스위칭하도록 구성된다. 상태 C에서, 제2 전기 활성 렌즈 요소는 제2 편광 상태의 광에 대한 제1 광학능 및 제2 광학능과 상이한 제3 광학능, 및 제1 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능을 제공한다. 상태 D에서, 제2 전기 활성 렌즈 요소는 제2 편광 상태의 광에 대한 제4 광학능 및 제1 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능를 제공한다.The electroactive lens system of the present invention may include an electroactive lens. The electroactive lens includes a first electroactive lens element configured to switch between state A and state B. In state A, the first electroactive lens element provides a first optical power for light of the first polarization state and zero optical power for light of a second polarization state different from the first polarization state. In state B, the first electroactive lens element provides a second optical power different from the first optical power for light in the first polarization state and zero optical power for light in the second polarization state. The electroactive lens also includes a second electroactive lens element in optical series with the first electroactive lens element. The second electroactive lens element is configured to switch between state C and state D. In state C, the second electroactive lens element provides a first optical power for light in the second polarization state, a third optical power different from the second optical power, and zero optical power for light in the first polarization state. . In state D, the second electroactive lens element provides a fourth optical power for light in the second polarization state and zero optical power for light in the first polarization state.
제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 액정 층, 및 제1 정렬 방향을 갖는 제1 정렬 층을 포함할 수 있다. 제2 전기 활성 렌즈 요소는 제2 액정 층, 및 제1 정렬 방향에 직교하는 제2 정렬 방향을 갖는 제2 정렬 층을 포함할 수 있다.The first electroactive lens element may include a first liquid crystal layer and a first alignment layer having a first alignment direction. The second electroactive lens element may include a second liquid crystal layer and a second alignment layer having a second alignment direction orthogonal to the first alignment direction.
제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 기판, 제1 복수의 전극, 제1 정렬 층, 제2 기판, 전기 전도성 코팅, 제2 정렬 층, 및 액정 재료를 포함할 수 있다. 제1 복수의 전극은 제1 기판의 표면 상에 배치될 수 있다. 제1 정렬 층은 제1 복수의 전극 및 제1 기판의 일부분 상에 배치될 수 있다. 제2 기판은 제1 공동을 형성하는 제1 기판에 결합될 수 있다. 전기 전도성 코팅은 제2 기판의 표면 상에 배치될 수 있다. 제2 정렬 층은 전기 전도성 코팅 상에 배치될 수 있다. 액정 재료는 제1 정렬 층과 제2 정렬 층 사이의 제1 공동 내에 배치될 수 있다. 제1 복수의 전극은 복수의 동심 링 전극을 포함할 수 있다. 액정 재료는 네마틱 액정 재료를 포함할 수 있다. 제1 정렬 층은 제2 정렬 층과 평행하게 정렬될 수 있다. 대안적으로, 제1 정렬 층은 제2 정렬 층과 평행하지 않게 정렬될 수 있다.The first electroactive lens element can include a first substrate, a first plurality of electrodes, a first alignment layer, a second substrate, an electrically conductive coating, a second alignment layer, and a liquid crystal material. A first plurality of electrodes may be disposed on a surface of the first substrate. A first alignment layer may be disposed on the first plurality of electrodes and a portion of the first substrate. A second substrate may be coupled to the first substrate forming the first cavity. An electrically conductive coating may be disposed on the surface of the second substrate. A second alignment layer may be disposed on the electrically conductive coating. A liquid crystal material may be disposed within the first cavity between the first alignment layer and the second alignment layer. The first plurality of electrodes may include a plurality of concentric ring electrodes. The liquid crystal material may include a nematic liquid crystal material. The first alignment layer may be aligned parallel to the second alignment layer. Alternatively, the first alignment layer may be aligned non-parallel to the second alignment layer.
제1 전기 활성 렌즈 요소는 제2 전기 활성 렌즈 요소 상태와 독립적으로 상태 A와 상태 B 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다. 일 구현예에서, 제1 전기 활성 렌즈 요소도 제2 전기 활성 렌즈 요소도 편광기를 포함하지 않는다.The first electroactive lens element may be configured to switch between state A and state B independent of the state of the second electroactive lens element. In one embodiment, neither the first electroactive lens element nor the second electroactive lens element includes a polarizer.
제1 전기 활성 렌즈 요소 내의 제1 광학능 수준은 약 1/4 디옵터 내지 약 5 디옵터일 수 있다. 제1 전기 활성 렌즈 요소 내의 제2 광학능 수준은 약 0 디옵터 내지 약 5 디옵터일 수 있다. 제2 전기 활성 렌즈 요소 내의 제3 광학능 수준은 약 1/4 디옵터 내지 약 5 디옵터일 수 있다. 제2 전기 활성 렌즈 요소 내의 제4 광학능 수준은 약 0 디옵터 내지 약 5 디옵터일 수 있다. 제1 전기 활성 렌즈 요소의 제1 광학능 수준은 제2 전기 활성 렌즈 요소의 제3 광학능 수준과 상이할 수 있다. 제1 전기 활성 렌즈 요소의 제2 광학능 수준은 제2 전기 활성 렌즈 요소의 제4 광학능 수준과 동일할 수 있다.The first level of optical power in the first electroactive lens element may be from about 1/4 diopters to about 5 diopters. The second level of optical power in the first electroactive lens element may be between about 0 diopters and about 5 diopters. The third optical power level in the second electroactive lens element may be from about 1/4 diopters to about 5 diopters. The fourth optical power level in the second electroactive lens element may be between about 0 diopters and about 5 diopters. The first level of optical power of the first electroactive lens element may be different from the third level of optical power of the second electroactive lens element. The second level of optical power of the first electroactive lens element may be the same as the fourth level of optical power of the second electroactive lens element.
전기 활성 렌즈 요소는 (기계적) 스위치, 음성 작동, 또는 안구 움직임 중 적어도 하나를 통해 상태 A와 상태 B 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다. 제2 전기 활성 렌즈 요소는 (기계적) 스위치, 음성 작동, 또는 안구 움직임 중 적어도 하나를 통해 상태 C와 상태 D 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다. 제1 편광 상태는 제2 편광 상태에 직교할 수 있다.The electroactive lens element may be configured to switch between state A and state B via at least one of a (mechanical) switch, voice actuation, or eye movement. The second electroactive lens element may be configured to switch between state C and state D via at least one of a (mechanical) switch, voice actuation, or eye movement. The first polarization state may be orthogonal to the second polarization state.
전기 활성 렌즈는 또한, 제1 전기 활성 렌즈 요소 및 제2 전기 활성 렌즈 요소와 광학 직렬로 제3 전기 활성 렌즈 요소를 포함할 수 있다. 제3 전기 활성 렌즈 요소는, 상태 E(제3 전기 활성 렌즈 요소는 제3 편광 상태의 광에 대한 제1 광학능, 제2 광학능, 및 제3 광학능과 상이한 제5 광학능, 및 제1 편광 상태 및 제2 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능을 제공함), 및 상태 F(제3 전기 활성 렌즈 요소는 제3 편광 상태의 광에 대한 제6 광학능, 및 제1 편광 상태와 제2 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다.The electroactive lens may also include a third electroactive lens element in optical series with the first electroactive lens element and the second electroactive lens element. The third electroactive lens element has state E (the third electroactive lens element has a fifth optical power different from the first, second, and third optical powers for light in the third polarization state; and providing zero optical power for light of the first and second polarization states, and state F (the third electroactive lens element provides a sixth optical power for light of the third polarization state, and zero optical power for light of the first polarization state and providing zero optical power for light in two polarization states).
전기 활성 렌즈는 건 범위에 포함될 수 있다. 건 스코프는 건에 장착되도록 구성될 수 있다. 제1 전기 활성 렌즈 요소 및 제2 전기 활성 요소는, 건 상의 트리거 가드에 인접하게 배치된 기계적 스위치를 통해 상태 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 전기 활성 렌즈는 안경, 콘택트 렌즈, 또는 인공수정체 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.Electroactive lenses may be included in the range of guns. A gun scope may be configured to be mounted on a gun. The first electroactive lens element and the second electroactive lens element can be configured to switch between states via a mechanical switch disposed proximate the trigger guard on the gun. Alternatively, the electroactive lens may be placed in at least one of eyeglasses, contact lenses, or intraocular lenses.
본 발명의 다른 구현예는 전기 활성 렌즈를 작동시키는 방법이다. 상기 방법은 제1 전기 활성 렌즈 요소를 상태 A에서 상태 B로 스위칭하기 위해 제1 전기 활성 렌즈 요소에 제1 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 제2 전기 활성 렌즈 요소에 상기 제1 전압과 상이한 제2 전압을 인가하여 제2 전기 활성 렌즈 요소를 상태 C에서 상태 D로 스위칭하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the invention is a method of operating an electroactive lens. The method includes applying a first voltage to a first electroactive lens element to switch the first electroactive lens element from state A to state B. The method also includes applying a second voltage different from the first voltage to the second electroactive lens element to switch the second electroactive lens element from state C to state D.
본 기술의 다른 구현예는 건 범위이다. 건 스코프는 하우징, 전기 활성 렌즈, 프로세서, 및 전원을 포함한다. 전기 활성 렌즈 및 프로세서는 하우징 내에 배치되고 서로 전기적으로 결합된다. 전원은 프로세서에 전기적으로 결합된다. 프로세서는 제1 전기 활성 렌즈 요소 및 제2 전기 활성 렌즈 요소를 개별적으로 스위칭한다.Another embodiment of the present technology is a gun range. A gun scope includes a housing, an electroactive lens, a processor, and a power supply. An electroactive lens and processor are disposed within the housing and electrically coupled to each other. A power source is electrically coupled to the processor. The processor separately switches the first electroactive lens element and the second electroactive lens element.
건 스코프는 스위치를 포함할 수 있다. 스위치는 하우징의 외부 표면 상에 배치될 수 있고, 사용자가 전기 활성 렌즈를 제어할 수 있도록 프로세서에 전기적으로 결합될 수 있다. 건 내시경은 또한, 사용자가 전기 활성 렌즈를 제어할 수 있도록 외부 스위치로부터 신호를 수신하기 위해 프로세서에 결합된 무선 통신 수신기를 포함할 수 있다.The gun scope may include a switch. A switch can be disposed on an exterior surface of the housing and can be electrically coupled to the processor to allow a user to control the electroactive lens. The gun endoscope may also include a wireless communications receiver coupled to the processor for receiving signals from an external switch to allow a user to control the electroactive lens.
본 기술의 다른 구현예는 다중 초점 전기 활성 렌즈를 갖는 건 스코프를 포함하는 건이다. 건은 또한, 트리거 및 외부 스위치를 포함할 수 있다. 외부 스위치는 사용자의 손의 거리 내에서 트리거에 인접하게 장착될 수 있어서, 사용자의 손가락이 사용자의 손의 위치 또는 그립을 변화시키지 않고서 전기 활성 렌즈의 초점을 스위칭할 수 있다.Another embodiment of the present technology is a gun comprising a gun scope having a multifocal electroactive lens. The gun may also include a trigger and an external switch. The external switch can be mounted adjacent to the trigger within reach of the user's hand so that the user's finger can switch the focus of the electroactive lens without changing the position or grip of the user's hand.
아래에서 더욱 상세히 논의되는 전술한 개념 및 추가 개념의 모든 조합이 (이들 개념이 상호 불일치하지 않는다면) 본원에 개시된 본 발명의 주제의 일부이다. 특히, 본 개시의 끝에서 나타나는 청구된 주제의 모든 조합은, 본원에 개시된 본 발명의 주제의 일부이다. 참조로서 통합된 임의의 개시에서 나타날 수도 있는 용어로서, 본원에서 사용된 용어에는 본원에 개시된 특정 개념과 가장 일치하는 의미가 부여되어야 한다.All combinations of the foregoing concepts and additional concepts discussed in more detail below (unless these concepts are mutually inconsistent) are part of the inventive subject matter disclosed herein. In particular, all combinations of claimed subject matter appearing at the end of this disclosure are part of the inventive subject matter disclosed herein. As terms that may appear in any disclosure incorporated by reference, terms used herein are to be given a meaning most consistent with the specific concepts disclosed herein.
당업자는, 도면이 주로 예시적인 목적을 위한 것이며 본원에 기설명된 본 발명의 주제의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해할 것이다. 도면은 반드시 일정한 비율은 아니며, 일부 경우에, 본원에 개시된 본 발명의 주제의 다양한 양태는 도면에서 과장되거나 확대되어 상이한 특징의 이해를 용이하게 할 수 있다. 도면에서, 유사한 참조 부호는 일반적으로 유사한 특징(예, 기능적으로 및/또는 구조적으로 유사한 요소)을 지칭한다.
도 1의 a 내지 도 1의 c는 선형 편광된 광에 대한 표기를 나타낸다.
도 2의 a 내지 도 2의 c는 액정 정렬(마찰) 방향에 대한 표기를 나타낸다.
도 3은 조립 전에 두 개의 기판을 갖는전기 활성 렌즈 요소를 나타낸다.
도 4는 도 3의 전기 활성 렌즈 요소 상의 편광 정렬을 나타낸다.
도 5는 도 3이 전기 활성 렌즈의 분해도를 나타낸다.
도 6은 다른 전기 활성 렌즈 요소의 분해도를 나타낸다.
도 7은 전극에 전력을 공급하는 전기 연결부가 없는 도 3의 전기 활성 렌즈 요소 내의 전극을 나타낸다.
도 8a는 두 개의 전기 활성 렌즈 요소를 갖는 전기 활성 렌즈의 분해도를 나타낸다.
도 8b는 도 8a의 전기 활성 렌즈의 사시도를 나타낸다.
도 9는 도 8a 및 도 8b의 전기 활성 렌즈에 대한 네 개의 스위칭 상태를 나타낸다.
도 10a는 원거리 물체에 포커싱된 도 8a 및 도 8b의 전기 활성 렌즈를 통해 찍은 사진이다.
도 10b는 근거리 물체에 포커싱된 도 8a 및 도 8b의 전기 활성 렌즈를 통해 찍은 사진이다.
도 10c는 원거리 및 근거리 물체에 동시 포커싱된 도 8a 및 도 8b의 전기 활성 렌즈를 통해 찍은 사진이다.
도 11은 세 개의 전기 활성 렌즈 요소를 갖는 전기 활성 렌즈를 나타낸다.
도 12는 전기 활성 렌즈를 갖는 건 스코프를 나타낸다.
도 13은 도 12의 건 스코프를 갖는 소총을 나타낸다.
도 14a는 안경에 배치된 다중 초점 전기 활성 렌즈를 나타낸다.
도 14b는 콘택트 렌즈에 배치된 다중 초점 전기 활성 렌즈를 나타낸다.
도 14c는 인공수정체에 배치된 다중 초점 전기 활성 렌즈를 나타낸다.Those skilled in the art will appreciate that the drawings are primarily for illustrative purposes and are not intended to limit the scope of the inventive subject matter described herein. The drawings are not necessarily to scale, and in some instances, various aspects of the inventive subject matter disclosed herein may be exaggerated or enlarged in the drawings to facilitate understanding of different features. In the drawings, like reference numbers generally indicate like features (eg, functionally and/or structurally similar elements).
Figures 1a to 1c show notations for linearly polarized light.
Figures 2a to 2c show notations for liquid crystal alignment (friction) directions.
3 shows an electroactive lens element with two substrates prior to assembly.
Figure 4 shows polarization alignment on the electroactive lens element of Figure 3;
Figure 5 shows an exploded view of the electroactive lens of Figure 3;
6 shows an exploded view of another electroactive lens element.
FIG. 7 shows the electrodes in the electroactive lens element of FIG. 3 without electrical connections to power the electrodes.
8A shows an exploded view of an electroactive lens having two electroactive lens elements.
8b shows a perspective view of the electroactive lens of FIG. 8a.
Figure 9 shows four switching states for the electroactive lens of Figures 8a and 8b.
10A is a picture taken through the electroactive lens of FIGS. 8A and 8B focused on a distant object.
10B is a picture taken through the electroactive lens of FIGS. 8A and 8B focused on a near object.
10C is a picture taken through the electroactive lens of FIGS. 8A and 8B simultaneously focused on a far and near object.
11 shows an electroactive lens with three electroactive lens elements.
12 shows a gun scope with an electroactive lens.
Figure 13 shows a rifle with the gun scope of Figure 12;
14A shows a multifocal electroactive lens disposed in eyeglasses.
14B shows a multifocal electroactive lens disposed on a contact lens.
14C shows a multifocal electroactive lens placed in an intraocular lens.
본 발명의 전기 활성 렌즈는 상이한 편광 상태의 광을 상이한 초점면에 동시에 포커싱할 수 있다. 종래의 전기 활성 렌즈와 달리, 본 발명의 전기-활성 렌즈는 상이한 편광 상태를 상이한 광학능으로 동시에 포커싱할 수 있는데, 이는 편광기를 포함하지 않기 때문이다. 종래의 전기 활성 렌즈는 전형적으로 편광 의존적인 전기 활성 요소를 포함하고, 즉, 이들은 전형적으로 편광된 광 상에서만 작동한다. 이러한 의존성으로 인해, 종래의 전기 활성 렌즈는, 전형적으로 적절한 편광 상태 또는 편광 스위치(예, 스위칭 가능한 웨이브 플레이트)에 있지 않은 광을 감쇠시켜 광을 적절한 편광 상태로 스위칭시키는 편광기를 포함한다. 렌즈 요소의 편광 의존성을 보정하기 위해 편광기 또는 편광 스위치를 사용하는 대신에, 본 발명의 전기 활성 렌즈 시스템은 다수의 광학능으로 편광되지 않은 광을 동시에 포커싱하기 위해 이러한 편광 의존성을 이용한다.The electroactive lens of the present invention can simultaneously focus light of different polarization states to different focal planes. Unlike conventional electroactive lenses, the electro-active lenses of the present invention can simultaneously focus different polarization states with different optical powers because they do not contain a polarizer. Conventional electroactive lenses typically include polarization dependent electroactive elements, that is, they typically operate only on polarized light. Because of this dependence, conventional electroactive lenses typically include a polarizer that attenuates light that is not in the appropriate polarization state or polarization switch (eg, a switchable wave plate) to switch the light to the appropriate polarization state. Instead of using a polarizer or polarization switch to correct the polarization dependence of a lens element, the electroactive lens system of the present invention uses this polarization dependence to simultaneously focus unpolarized light into multiple optical powers.
전기 활성 렌즈는, 상이한 광학능을 제공하고 일치하는 광학축을 갖는, 적어도 두 개의 전기 활성(예, 액정) 렌즈 요소를 포함한다. 각각의 렌즈 요소는 서로에 대해 그리고 렌즈의 광학축에 대해 직교하는 두 개의 고유축을 갖는다. 각각의 렌즈 요소는, 켜져 있을 경우에 상이한 광학능으로 제1 고유축을 따라 편광된 광을 포커싱하고, 켜져 있을 때와 꺼질 때 다른(제2) 고유축을 따라 편광된 광을 투과시킨다. 렌즈 요소는 광학축을 중심으로 서로에 대해 90도만큼 회전하여, 제1 렌즈 요소의 제1 고유축이 제2 렌즈 요소의 제2 고유축과 정렬되고 제2 렌즈 요소의 제1 고유축이 제1 렌즈 요소의 제2 고유축과 정렬된다.Electroactive lenses include at least two electroactive (eg, liquid crystal) lens elements that provide different optical powers and have coincident optical axes. Each lens element has two natural axes orthogonal to each other and to the optical axis of the lens. Each lens element focuses light polarized along a first natural axis with different optical power when on and transmits light polarized along a different (second) natural axis when on and off. The lens elements are rotated relative to each other about their optical axis by 90 degrees such that the first natural axis of the first lens element is aligned with the second natural axis of the second lens element and the first natural axis of the second lens element is aligned with the first natural axis of the second lens element. Aligned with the second natural axis of the lens element.
각 렌즈 요소의 제1 고유축을 따라 제공되는 초점 크기, 즉, 광학능은 무엇보다 액정 두께 및 인가 전압에 따라 달라지며, 연속적으로 (예, -5 내지 +5 디옵터 사이에서) 조절되거나 두 개 이상의 별개 상태 사이에서 (예를 들어, 0 내지 5 디옵터 사이에서 0.5 또는 1.0 디옵터 증분으로) 스위칭될 수 있다. (광학능의 다른 범위 및 값도 가능하다.) 각각의 렌즈 요소는, 오프일 경우(전압이 인가되지 않을 경우)에 제1 고유축을 따라 광학능을 전혀 제공할 수 없거나(제로이거나), 또는 오프일 경우에 제1 고유축을 따라 제로가 아닌 광학능을 제공할 수 있다. 렌즈 요소는, 하나의 렌즈 요소의 작동이 다른 렌즈 요소의 작동에 영향을 미치지 않도록, 독립적으로 제어되도록 구성된다. 즉, 각각의 렌즈 요소 내의 광학능은 독립적으로 스위칭하여 이동 부품 없이 상이한 광학능을 제공할 수 있다.The focal size, or optical power, provided along the first natural axis of each lens element depends, among other things, on liquid crystal thickness and applied voltage, and can be continuously adjusted (e.g., between -5 and +5 diopters) or two or more It may switch between distinct states (eg, between 0 and 5 diopters in 0.5 or 1.0 diopter increments). (Other ranges and values of optical power are possible.) Each lens element, when off (when no voltage is applied), either provides no optical power (or zero) along its first natural axis, or When off, it may provide a non-zero optical power along the first natural axis. The lens elements are configured to be independently controlled so that the operation of one lens element does not affect the operation of another lens element. That is, the optical powers within each lens element can be independently switched to provide different optical powers without moving parts.
대안적인 전기 활성 렌즈 시스템은 세 개의 렌즈 요소를 포함한다. 두 개의 렌즈 요소가 두 개의 별개, 동시 초점을 제공할 수 있는 것과 동일한 방식으로, 세 개의 렌즈 요소는 세 개의 별개, 동시 초점을 제공할 수 있다. 3-렌즈 요소 시스템 내의 각각의 렌즈 요소는, 켜져 있을 때 상이한 광학능으로 상이한 방향을 따라 편광된 광을 포커싱하고, 켜져 있을 때와 꺼져 있을 때 다른 방향을 따라 편광된 광을 투과시킨다. 렌즈 요소는 90도 미만의 각도만큼 광학축을 중심으로 서로에 대해 회전한다. 예를 들어, 각각의 렌즈 요소는 다른 렌즈 요소에 대해 광학축을 중심으로 45도 회전할 수 있다.An alternative electroactive lens system includes three lens elements. In the same way that two lens elements can provide two separate, simultaneous focal points, three lens elements can provide three separate, simultaneous focal points. Each lens element in a three-lens element system focuses polarized light along different directions with different optical powers when on and transmits polarized light along different directions when on and off. The lens elements rotate relative to each other about an optical axis by an angle of less than 90 degrees. For example, each lens element can be rotated 45 degrees about an optical axis relative to the other lens element.
렌즈 요소에 사용되는 전기 활성 재료는 액정 재료, 예컨대 네마틱 액정 재료 및 다른 평면 정렬 또는 수직 정렬된 액정 재료를 포함할 수 있다.Electroactive materials used in the lens elements may include liquid crystal materials, such as nematic liquid crystal materials and other planar aligned or vertically aligned liquid crystal materials.
본 발명의 전기 활성 렌즈는 또한, 광에 초점을 맞추는 하나 이상의 정적 광학 구조물을 포함할 수 있다. 이들 정적 광학 구조물은 단순 렌즈 구조(예, 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 및/또는 메니스커스 렌즈), 복합 렌즈 구조(예, 단순 렌즈의 조합), 및/또는 비-구면 렌즈 구조(예, 프레넬 렌즈, 및/또는 구배 지수 렌즈)를 포함할 수 있다. 이들 구조는 전기 활성 렌즈 요소 자체를 포함하거나 그 일부를 형성할 수 있다(예를 들어, 이들은 전기 활성 렌즈 요소의 기판에서 에칭되거나 형상화될 수 있음).Electroactive lenses of the present invention may also include one or more static optical structures that focus light. These static optical structures may include simple lens structures (eg, convex lenses, concave lenses, and/or meniscus lenses), compound lens structures (eg, combinations of simple lenses), and/or non-spherical lens structures (eg, frame lenses). Nell lenses, and/or gradient index lenses). These structures may include or form part of the electroactive lens element itself (eg, they may be etched or shaped in the substrate of the electroactive lens element).
편광 상태 및 액정 정렬 방향Polarization State and Liquid Crystal Alignment Direction
도 1의 a, 1의 b, 및 1의 c는 상이한 선형 편광 배향 또는 상태를 설명하기 위해 본 개시에서 사용된 기호를 나타낸다. 도 1의 a에서 기호 5는 선형 편광이 "도면의 평면으로 들어가고 나오는" 것을 나타낸다. 도 1의 b에서 기호 10은 선형 편광이 기호 5로 표시된 방향에 직교임을 나타낸다. 이 경우, 선형 편광의 방향은 "도면의 평면을 가로질러 좌측 및 우측"이다. 도 1의 c에서 기호 15는 선형 편광이 기호 5 및 10으로 표시된 방향에 또한 직교임을 나타낸다. 기호 15로 나타낸 선형 편광의 방향은 "도면의 평면을 가로질러 상하"이다.Figures 1a, 1b, and 1c represent symbols used in this disclosure to describe different linear polarization orientations or states.
도 2의 a, 2의 b 및 2의 c는 액정 초점 변경기(전기 활성 렌즈 요소)에 사용된 정렬 층의 마찰 방향 또는 정렬 방향의 배향을 설명하기 위해 본 개시에 사용된 기호를 나타낸다. 도 2의 a에서 기호 20은 방향이 "도면의 평면으로 들어가고 나오는" 것을 나타낸다. 도 2의 b에서 기호 25는, 마찰 방향이 기호 20으로 표시된 방향에 직교하고, "도면의 평면을 가로질러 좌측 및 우측"임을 나타낸다. 도 2의 c에서 기호 30은, 마찰 방향이 기호 20 및 25로 표시된 방향에 직교하고, 마찰 방향은 "도면의 평면을 가로질러 상하"임을 나타낸다. 각각의 액정 렌즈는 전형적으로 두 개의 정렬 층-액정 재료의 양 측면 상 하나씩-을 가지며, 이들 마찰 방향은 서로에 대해 평행하거나, 반대로 평행하거나, 서로 직교할 수 있다. 일부 경우에, 하나의 정렬 층만이 비용 절감을 위해 사용될 수 있다. 두 개의 정렬 층을 사용하면, 시야의 스위칭 속도와 폭이 모두 증가한다.Figures 2a, 2b and 2c represent the symbols used in this disclosure to describe the orientation of the rubbing direction or alignment direction of the alignment layer used in the liquid crystal focus changer (electroactive lens element).
도 1의 a-c 및 도 2의 a-c는 상대 방향을 나타낸다. 이들 도면이 상이한 관점에서 나오는 경우, 상이한 도면에서 동일한 편광 상태를 나타내기 위해 상이한 기호가 사용될 수 있다. 유사하게, 이들 도면이 상이한 관점에서 나오는 경우, 상이한 도면에서 상이한 편광 상태를 나타내기 위해 동일한 기호가 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 구성 요소의 측면 또는 프로파일 도면에서, 기호 5는 수평 편광 상태를 나타낼 수 있고, 기호 10은 수직 편광 상태를 나타낼 수 있다. 동일한 광학 구성 요소의 말단부 뷰(즉, 광학 축을 따르는 뷰)에서, 기호 10은 수평 편광 상태를 나타낼 수 있고, 기호 15는 수직 편광 상태를 나타낼 수 있다.A-c in FIG. 1 and a-c in FIG. 2 represent relative directions. If these figures are viewed from different perspectives, different symbols may be used to represent the same polarization state in the different figures. Similarly, the same symbol may be used to indicate different polarization states in the different views if these figures are from different perspectives. For example, in a side or profile view of an optical component,
상이한 심도에서 동시 초점을 위한 전기 활성 렌즈 요소Electroactive lens element for simultaneous focus at different depths of field
도 3-7은 본 발명의 전기 활성 렌즈에 사용하기에 적합한 전기 활성 렌즈 요소(300)를 나타낸다. 다중 초점 전기 활성 렌즈 요소(300)의 제1 측면은, 원형 전극(310)이 제1 기판(305)의 표면 상에 패터닝된 제1 기판(305)을 포함한다. 원형 전극(310)은 투명 전도성 재료(예, 인듐 주석 산화물(ITO))로 제조된다. 전극은, 제1 기판(305)의 표면 상에 전도성 재료 층을 증착한 다음 리소그래피를 사용하여 전도성 재료 층을 패터닝함으로써, 제1 기판(305) 상에 증착될 수 있다. 투명 전도성 재료 코팅은 또한, 다중 초점 전기 활성 렌즈 요소(300)의 제2 측면 상의 제2 기판(330) 상에 배치된다. 이러한 투명 전도성 재료 코팅은 패턴이 없고 접지면으로서 작용한다.3-7 show an
절연 층(예, SiO2)은 제1 기판(305) 상의 전극(310) 및 제2 기판(330) 상의 전도 층 상에 배치될 수 있다. 절연 층은 제2 기판(330) 상의 전도 층 및 전극(310)을 전원에 전기적으로 결합시키기 위해 작은 비아 홀로 패터닝될 수 있다. 제1 기판(305) 상의 비아 홀의 구성은 도 7과 관련하여 아래에 보다 상세히 논의된다. 하나 이상의 비아 홀이 제2 기판(330) 상에 패터닝될 수 있다. 바람직하게는, 제1 기판(305) 및 제2 기판(330)이 함께 결합되는 경우, 제2 기판(330) 상의 전도 층을 전원에 결합하기 위해 하나의 비아 홀만이 사용되고, 비아 홀은 제1 기판(305) 상의 전극(310)과 일치하는 영역 외부에 위치한다.An insulating layer (eg, SiO 2 ) may be disposed on the
원형 전극(310)은 버스 라인(315)을 통해 전기 패드(320)에 전기적으로 결합된다. 이들 전기 패드(320)는 ITO와 같은 투명 전도성 재료, 또는 니켈과 같은 불투명 재료로 형성될 수 있고, 이는 제1 기판(305) 상에 증착된 다음 리소그래피 기술을 사용하여 패터닝된다. 전기 패드(340)는 교차점(335)에 전기적으로 결합되어, 전기 회로의 접지측으로서 기능한다. 하나 이상의 버스 라인은, 제1 기판(305) 상의 전기 회로의 접지측을 제2 기판(330) 상의 전도성 코팅에, 제2 기판(330) 상의 절연 층 내의 하나 이상의 비아 홀을 통해 전기적으로 결합하는데 사용된다.The
교차점(335)은 제1 기판(305) 상의 패드(340)와 제2 기판(330) 상의 전도성 코팅을 전기적으로 결합한다. 교차점(335)은 교차점(335)의 표면 상에 배치된 여러 개의 전기 전도성 비드를 포함한다. 제1 기판(305) 상의 원형 전극(310)이 제2 기판(330) 상의 투명 전도성 코팅과 대면하도록, 전기 활성 렌즈 요소(300)의 두 측면이 함께 결합된다. 교차점(335) 상의 전기 전도성 비드는 제2 기판(330) 상의 투명 전도성 코팅에 전기적으로 결합된다. 제2 기판(330) 상의 전도성 코팅과 교차점(335) 사이의 결합은 기판(305) 상의 다른 전도성 특징부(원형 전극(310) 및 전기 패드(320))로부터 전기적으로 절연된 패드(340)에서 접지 회로 연결을 제공한다. 이러한 구성으로, 다수의 독립적인 전기 라인(예, 가요성 리본 커넥터)을 갖는 단일 전기 커넥터가, 작동 및 접지 회로 요소를 기판(305) 상에 전기적으로 결합하기 위해 두 개의 별도의 전기 커넥터를 사용하는 것보다는, 전기 활성 렌즈 요소(300)를 제어하기 위한 전원 및/또는 프로세서에 렌즈 요소(300)를 접속하는 데 사용될 수 있다. 두 기판(305 및 330)은 제1 기판(305)(및/또는 제2 기판(330)) 상의 글루 라인(325) 상에 배치된 접착제와 결합될 수 있다. 스페이서 비드는 두 기판(305, 330) 사이에 배치되어 기판(305, 330) 사이에 형성된 밀봉 공동에 대해 균일한 두께(예, 약 10 μm 내지 약 15 μm)를 제공할 수 있다. 액정 재료(예, 머크사 MLC-2140; 미도시)는, 공동이 접착제로 밀봉되어 렌즈 요소(300)를 형성하기 전에 두 개의 기판(305 및 330) 사이의 공동 내에 배치된다.Cross points 335 electrically couple the
도 4는 기판(305 및 300) 상의 정렬 층 및 이들의 마찰/정렬 방향(345 및 350)을 각각 나타낸다. 각각의 정렬 층은 폴리이미드 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있고, 렌즈 요소(300)가 완전히 조립될 경우에 액정 재료와 대면하는 전극 및 기판 표면 위에 배치된다. 정렬 방향(345 및 350)은, 액정 분자가 기판(305 및 330)에 대해 자신을 어떻게 정렬할 것인지를 결정한다. 이들은, 폴리이미드를 펠트 천으로 문질러서 고정하거나, 원하는 정렬 방향을 따라 선형 편광된 자외선(UV) 광에 노출시킨다. 두 기판(305 및 330)은, 정렬 방향(345 및 350)이 (도 5의 조립된 렌즈 요소의 분해도에 나타낸 바와 같이) 평행하게 또는 (도 6의 조립된 렌즈 요소의 분해도에 나타낸 바와 같이) 평행하지 않게 정렬되도록 배향되고 조립될 수 있다. 액정 분자는 복굴절성이기 때문에, 정렬 방향(345 및 350)은 액정 렌즈의 고유축을 결정하고, 제1 고유축은 정렬 방향(345 및 350)에 평행하고 제2 고유축은 정렬 방향(345 및 350)에 수직이다.4 shows alignment layers on
도 7은 도 3-6의 전기 활성 렌즈 요소(300)에 사용하기에 적합한 동심 원형 전극(765)을 나타낸다. 원형 전극(765)은 일반적으로 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 기판 상에 패터닝된, ITO와 같이 투명하나 전기 전도성인 재료로 제조된다. 각각의 전극(765) 사이에, 전극(765) 사이의 전기적 연결을 방지하기 위해 전도성 재료가 없는 갭(760)이 있다. 갭(760)(나타낸 열아홉 개)은 비전도성 재료, 예를 들어 이산화규소(SiO2)로 채워지지 않거나 채워질 수 있다. 많은 경우에, 1 내지 3 μm의 통상적인 갭 크기를 갖는 이 갭을 가능한 한 작게 만드는 것이 바람직하다. 더 작거나 더 큰 갭도 가능하다. 이 예시에서, 이십 개의 전극(765)이 나타나 있지만, 일반적으로 수백 또는 수천 개의 전극이 더 많이 사용된다.7 shows a concentric
절연 층은 원형 전극(765) 및 갭(760)의 상부에 배치될 수 있다. 이 절연 층은 전기를 전도하지 않지만 광학적으로 투명한 재료, 예를 들어 전극(205) 위에 증착된 125 nm 두께의 SiO2 층으로 제조될 수 있다. 일련의 구멍이 절연 층 내에 패터닝되어 각각의 하부 전극(765)의 섹션을 노출시킬 수 있다. 이들 구멍은 전극(765)을 전력 공급부에 연결한다.An insulating layer may be disposed on top of
도 7은, 전극(765)에 전력을 공급하도록 제조된, 버스 라인(이십 개가 나타남)이라고도 불리는 전기 연결부(755)를 나타낸다. 버스 라인(755)은 전기 전도성 재료, 예를 들어 니켈로 제조된다. 이들은 일반적으로 폭이 약 10 μm이지만, 공간이 제한되고 전력 전도가 낮은 경우에 더 좁아질(예, 1 μm) 수 있고, 전력 전도가 더 높은 경우에 더 넓어질(예, 100 μm) 수 있다. 각각의 버스 라인(755)은 렌즈의 크기에 따라 최대 약 10 mm 길이(예, 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 또는 10 mm 길이) 이상일 수 있다.FIG. 7 shows
작동 시, 버스 라인(755)은 전극(765)에 전력을 제공한다. 각각의 버스 라인(755)은 전력을 그의 지정된 전극(765)에만 전달하고 임의의 다른 전극(765)에는 전달하지 않는다. 절연 층은 버스 라인(755)이 단락되거나 이에 인접한 다른 전극에 연결되는 것을 방지하고, 절연 층 내의 비아 홀을 통해 원하는 전극(765)에 버스 라인(755)을 연결하는 것만을 허용한다.In operation,
도 7에 나타낸 예시적인 전극은 전극 당 하나의 버스 라인을 사용한다. 다른 구현예에서, 저항기 또는 저항 브리지는 인접한 전극 중 일부를 연결하므로, 전극의 서브 세트만이 버스 라인에 연결된다. 버스 라인에 연결되지 않은 전극은, 저항 브리지 및 인접 전극을 통해 전달되는 전류에 의해 전력이 공급된다. 이는, 버스 라인 및 전기 구동 채널의 수를 감소시켜 광학 품질을 개선할 수 있다. 일 구현예에서, 전극(765)과 동일한 평면 내에 배치된 (만곡형) 저항 브리지는 이웃하는 전극(765)의 각각의 쌍을 연결한다. 이들 저항 브리지는 전극 사이의 갭 내에 배치되거나 전극의 파단 지점에서 연결된다. 다른 구현예에서, 저항 브리지는 전극(765)의 평면 위로 상승한다. 상승한 저항 브리지는, 저항과 전극 사이의 절연 층 상에 배치될 수 있으며, 이는 절연 층 내의 비아를 통해 연결된다. 저항 브리지에 대한 자세한 내용은, 예를 들어 미국 특허 제10,599,006호 및 미국 특허 제10,551,690호를 참조하며, 이들은 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.The exemplary electrode shown in FIG. 7 uses one bus line per electrode. In other implementations, a resistor or resistor bridge connects some of the adjacent electrodes so that only a subset of the electrodes are connected to the bus line. Electrodes not connected to the bus line are powered by current passing through the resistive bridge and adjacent electrodes. This can improve optical quality by reducing the number of bus lines and electrical drive channels. In one implementation, a (curved) resistive bridge disposed in the same plane as the
종래의 전기 활성 렌즈 요소와 달리, 도 3-7의 전기 활성 렌즈 요소(300)는 어떠한 편광기도 포함하지 않는다. 전기 활성 렌즈 요소(300) 내의 액정 층이 복굴절성이기 때문에, 액정 층은, 작동되는 경우에 정렬 방향(345/350)을 따라 편광된 광을 포커싱하고, 작동 여부와 상관없이 직교 방향으로 광을 투과시킨다. 전기 활성 렌즈 요소(300)는, 작동되는 경우에 포커싱되지 않은 광을 투과하기 때문에, 전기 활성 렌즈 요소(300)에 의해 생성된 포커싱 이미지는 유사한 종래의 전기 활성 렌즈 요소에 의해 생성된 포커싱 이미지보다 더 흐리거나, 더 부드럽거나, 더 초점에서 벗어난 것처럼 보일 수 있다.Unlike conventional electroactive lens elements,
동심 링 전극은, 전기 활성 렌즈 요소에 사용될 수 있는 전극 구성의 단지 하나의 예시일 뿐이다. 다른 구성은, 예를 들어 선형 전극, 타원형 전극, 비-원형 전극, 완전히 폐쇄되지 않은(예, 폐쇄 루프 대신에 아크) 원형 및/또는 비-원형 전극을 포함한다.Concentric ring electrodes are just one example of an electrode configuration that can be used in an electroactive lens element. Other configurations include, for example, linear electrodes, elliptical electrodes, non-circular electrodes, non-fully closed (eg, arc instead of closed loop) circular and/or non-circular electrodes.
상이한 심도에서 동시 초점을 갖는 전기 활성 렌즈Electroactive lenses with simultaneous focus at different depths of field
도 8a 및 8b는 두 개의 전기 활성 렌즈 요소(810 및 830)를 갖는 전기 활성 렌즈(800)의 분해도 및 사시도를 각각 나타낸다. 제1 렌즈 요소(810)는 제1 기판(816) 및 제2 기판(818)을 포함한다. 제1 기판(816) 상의 전기 활성 영역(820)은, 전극이 제1 기판(816)의 표면 상으로 패터닝되는 위치를 나타낸다. 접지면으로서 작용하는 투명 전도성 코팅이 제2 기판(818)의 표면 상에 배치된다. 두 기판(816 및 818)은 기판(816) 상의 전기 활성 영역(820)이 기판(818) 상의 전도성 코팅과 대면하도록, 함께 결합된다. 액정 재료의 층이 두 기판(816 및 818) 사이에 끼워진다.8A and 8B show exploded and perspective views of an
제2 렌즈 요소(830)는 제1 기판(836) 및 제2 기판(838)을 포함한다. 도 8a 및 8b에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(836)은 제1 렌즈 요소(810)의 제2 기판(818)과 별개이며; 대안적으로, 두 개의 렌즈 요소(810 및 830)는 양쪽 측면 상에서 적절하게 패터닝된 전도성 재료, 정렬 층, 및 선택적인 절연 층과 공통 기판을 공유할 수 있다. 전기 활성 영역(840)은, 전극이 제1 기판(836)의 표면 상에 패터닝되는 위치를 나타낸다. 접지면으로서 작용하는 투명 전도성 코팅이 제2 기판(838)의 표면 상에 배치된다. 두 기판(836 및 838)은 기판(836) 상의 전기 활성 영역(840)이 기판(838) 상의 전도성 코팅과 대면하도록, 함께 결합된다. 액정 재료의 층이 두 기판(816 및 818) 사이에 끼워진다. 이러한 액정 재료의 층은 상이한 두께를 가질 수 있고, 상이한 조성일 수 있고/있거나, 제1 전기 활성 렌즈 요소(810) 내의 액정 재료의 층과 상이한 전압 또는 상이한 전압 프로파일로 작동될 수 있다. 이는, 제2 전기 활성 렌즈 요소(830)가 제1 전기 활성 렌즈 요소(810)와 상이한 광학능을 제공할 수 있게 한다. 전기 연결부(812 및 832)는 제1 렌즈 요소(810) 및 제2 렌즈 요소(830) 내의 패터닝된 전극에 각각 전력을 제공한다.The
도 8b는 두 개의 렌즈 요소(810 및 830)가 함께 조립된 전기 활성 렌즈(800)를 나타낸다. 제1 및 제2 렌즈 요소(810 및 830)는 상이한 광학능을 가지며, 이들의 액정 정렬 방향(814 및 834)이 직교하도록 조립된다. 즉 렌즈 요소(810 및 830)는 그들의 광학축이 일치하나 그들의 고유축이 서로에 대해 90°만큼 회전되도록 정렬되고, 제1 렌즈 요소의 포커싱 고유축은 제2 렌즈 요소의 투과 고유축에 평행하고, 제1 렌즈 요소의 투과 고유축은 제2 렌즈 요소의 포커싱 고유축에 평행하다. 이러한 방식으로, 제1 렌즈 요소는, 예를 들어 s-편광된 광을 포커싱하고 p-편광된 광을 투과하고, 제2 렌즈 요소는 p-편광된 광을 포커싱하고 s-편광된 광을 투과시킨다(또는 그 반대).8B shows an
도 9는 전기 활성 렌즈(800)에 대한 네 개의 상이한 작동 상태를 나타낸다. 본 구현예에서, 제1 렌즈 요소(810)는 s-편광된 집속 광(1001)을 하나의 초점면에 포커싱하고, 제2 렌즈 요소(830)는 p-편광된 집속 광(1003)을 상이한 초점면에 포커싱한다. (이는, 렌즈 요소(810, 830)가 상이한 광학능을 가지며 동일한 초점면으로 상이한 거리로부터 광을 포커싱할 수 있음을 나타낸다.)9 shows four different operating states for the
상태 1(좌측 상단)에서, 제1 렌즈 요소(810) 및 제2 렌즈 요소(830)는 비-포커싱 상태에 있으므로 임의의 편광 상태에서 임의의 포커싱 없이 광을 투과시킨다.In state 1 (top left), the
상태 2(우측 상단)에서, 제1 렌즈 요소(810)는 포커싱 상태에 있고, 제2 렌즈 요소(830)는 비포커싱 상태에 있다. 상태 2에서, 제1 렌즈 요소(810)는 s-편광된 광을 포커싱하고 p-편광된 광을 투과시키고, 제2 렌즈 요소는 s-편광된 광 및 p-편광된 광 둘 다를 투과시킨다. 상태 2에서의 전체 효과는, 전기 활성 렌즈(800) 상에 입사하는 비편광된 광의 일부가 제1 렌즈 요소(810)에 의해 제1 평면(각도가 있는 광선이 광학축과 교차하는 지점에 수직임)에 포커싱되고, 비편광된 입사 광의 일부가 포커싱 없이 전기 활성 렌즈(800)를 통해 투과되는 것이다.In state 2 (upper right), the
상태 3(좌측 하단)에서, 제2 렌즈 요소(830)는 포커싱 상태에 있고, 제1 렌즈 요소(810)는 비-포커싱 상태에 있다. 상태 3에서, 제2 렌즈 요소(830)는 p-편광된 광을 포커싱하고 s-편광된 광을 투과시키고, 제1 렌즈 요소(810)는 s-편광된 광 및 p-편광된 광 둘 다를 투과시킨다. 상태 3에서의 전체 효과는, 비편광된 입사광의 일부가 제2 렌즈 요소(830)에 의해 제2 평면(다시, 각도가 있는 광선이 광학축과 교차하는 지점에 수직임)에 포커싱되고, 광의 일부가 포커싱 없이 전기 활성 렌즈(800)를 통해 투과되는 것이다.In state 3 (bottom left), the
상태 4(우측 하단)에서, 제1 렌즈 요소(810) 및 제2 렌즈 요소(830)는 모두 포커싱 상태에 있다. 상태 4에서, 제1 렌즈 요소(810)는 s-편광된 광을 포커싱하고 p-편광된 광을 투과시키고, 제2 렌즈 요소(830)는 p-편광된 광을 포커싱하고 s-편광된 광을 투과시킨다. 상태 4에서의 전체 효과는, 비편광된 입사 집속광의 일부가 제1 렌즈 요소(810)에 의해 제1 평면에 포커싱되고, 입사광의 일부는 제2 렌즈 요소(830)에 의해 제2 평면에 포커싱되는 것이다.In state 4 (bottom right), both the
도 10a 내지 도 10c는 각각 상태 2-4에서 전기 활성 렌즈(800)를 사용하여 찍은 사진을 나타낸다. 도 10a에서, 전기 활성 렌즈(800)는 상태 2에 있고, 여기서 제1 렌즈 요소(810)는 포커싱 상태에 있고, 제2 렌즈 요소는 비-포커싱 상태에 있다. 제1 렌즈 요소(810)는 원거리 물체를 초점에 맞추도록 선택된 광학능을 갖는다. 그 결과, 원거리 물체(좌측)는 초점에서 나타나는 반면, 근거리 물체(우측)는 초점에서 벗어난다. 도 10b에서, 전기 활성 렌즈(800)는 상태 3에 있고, 여기서 제2 렌즈 요소(830)는 포커싱 상태에 있고, 제1 렌즈 요소는 비-포커싱 상태에 있다. 제2 렌즈 요소(830)는 근거리 물체 에 초점을 맞추는 광학능을 갖는다. 그 결과, 근거리 물체(우측)는 초점에서 나타나는 반면, 원거리 물체(좌측)는 초점에서 벗어난다. 도 10c에서, 전기 활성 렌즈(800)는 상태 4에 있고, 여기서 제1 및 제2 렌즈 요소는 포커싱 상태에 있다. 그 결과, (액정 렌즈를 편광하여 생성된 선명한 초점이 아니라) 근거리 물체(우측)와 원거리 물체(좌측)가 소프트 초점으로 나타난다.10A to 10C show pictures taken using the
보다 일반적으로, 일 구현예에서, 제1 및 제2 전기 활성 렌즈 요소는 각각 투과 상태 및 포커싱 상태를 갖는다. 즉, 제1 전기 활성 렌즈 요소는, 제1 전기 활성 렌즈 요소가 제1 편광 상태에서 광을 포커싱하고 제2 편광 상태에서 광을 투과시키는 제1 포커싱 상태와, 제1 전기 활성 렌즈 요소가 제1 및 제2 편광 상태에서 광을 투과시키는 제1 투과 상태 사이에서, 스위칭 가능하다. 그리고, 제2 전기 활성 렌즈 요소는, 제2 전기 활성 렌즈 요소가 제1 편광 상태에서 광을 투과시키고 제2 편광 상태에서 광을 포커싱하는 제2 포커싱 상태와, 제2 전기 활성 렌즈 요소가 제1 및 제2 편광 상태에서 광을 투과시키는 제2 투과 상태 사이에서, 스위칭 가능하다.More generally, in one implementation, the first and second electroactive lens elements have a transmissive state and a focusing state, respectively. That is, the first electroactive lens element may be configured to have a first focusing state in which the first electroactive lens element focuses light in a first polarization state and transmits light in a second polarization state; and a first transmission state that transmits light in a second polarization state. and a second focusing state in which the second electroactive lens element transmits light in the first polarization state and focuses light in the second polarization state; and a second transmission state that transmits light in the second polarization state.
이러한 전기 활성 렌즈 시스템은, 제1 전기 활성 렌즈 요소를 제1 포커싱 상태 또는 제1 비-포커싱 상태로 설정하는 단계; 제2 전기 활성 렌즈를 제2 포커싱 상태 또는 제2 비-포커싱 상태로 설정하는 단계; 및 제1 전기 활성 렌즈 요소와 제2 전기 활성 렌즈 요소를 통해 광을 전송하는 단계에 의해 사용되거나 작동될 수 있다. 제1 전기 활성 렌즈 요소가 제1 포커싱 상태에 있고 제2 전기 활성 렌즈 요소가 제2 비-포커싱 상태에 있는 경우, 상기 시스템은 상기 제1 전기 활성 렌즈 요소로 제1 편광 상태에서의 광을 포커싱하고, 제2 편광 상태에서의 광을 포커싱하지 않으면서 제1 전기 활성 렌즈 요소와 제2 전기 활성 렌즈 요소를 통해 상기 제2 편광 상태에서의 광을 투과시킨다. 제2 전기 활성 렌즈 요소가 제2 비-포커싱 상태에서 제2 포커싱 상태로 스위칭하는 경우, 제2 전기 활성 렌즈 요소는 제2 편광 상태에서의 광을 포커싱하고, 제1 전기 활성 렌즈 요소는 제2 편광 상태에서의 광을 포커싱하지 않으면서 제2 편광 상태에서의 광을 투과시킨다.Such an electroactive lens system includes setting a first electroactive lens element to a first focusing state or a first non-focusing state; setting the second electroactive lens to a second focusing state or a second non-focusing state; and transmitting light through the first electroactive lens element and the second electroactive lens element. When a first electroactive lens element is in a first focusing state and a second electroactive lens element is in a second non-focusing state, the system focuses light in a first polarization state with the first electroactive lens element. and transmits light in the second polarization state through the first electroactive lens element and the second electroactive lens element without focusing the light in the second polarization state. When the second electroactive lens element switches from the second non-focusing state to the second focusing state, the second electroactive lens element focuses light in the second polarization state, and the first electroactive lens element focuses the light in the second polarization state. Light in the second polarization state is transmitted without focusing light in the polarization state.
다른 구현예에서, 렌즈 요소 중 하나 이상은 포커싱 상태 및 비포커싱 상태 대신에 상이한 광학능을 갖는 두 포커싱 상태를 제공할 수 있다. 예를 들어, 전기 활성 렌즈는 제1 포커싱 상태와 제2 포커싱 상태 사이에서 스위칭하는 제1 렌즈 요소(각각의 포커싱 상태는 상이한 광학능을 가짐), 및 포커싱 상태와 비포커싱 상태 사이에서 스위칭하는 제2 렌즈 요소를 포함할 수 있다. 제2 렌즈 요소의 포커싱 상태는, 제1 렌즈 요소의 제1 포커싱 상태와 동일한 광학능을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 전기 활성 렌즈의 하나의 상태는 단일 광학능으로 두 개의 상이한 편광 상태에서 광을 포커싱하여 이러한 광학능에서 더 높은 대조도 및 투명도를 제공하고, 전기 활성 렌즈의 다른 상태는 다수의 광학능에서 동시에 포커싱을 제공할 수 있다.In another implementation, one or more of the lens elements may provide two focusing states with different optical powers instead of a focused state and an unfocused state. For example, an electroactive lens may include a first lens element that switches between a first focusing state and a second focusing state, each focusing state having a different optical power, and a second lens element that switches between a focusing state and a non-focusing state. 2 may include lens elements. The focusing state of the second lens element may have the same optical power as the first focusing state of the first lens element. In this way, one state of the electroactive lens focuses light in two different polarization states with a single optical power to provide higher contrast and clarity in that optical power, while another state of the electroactive lens focuses light in two different polarization states with a single optical power can provide focusing at the same time.
전기 활성 렌즈 시스템은, 여러 가지 방법 중 어느 하나를 사용하여 상태 사이에서 스위칭할 수 있다. 시스템 스위칭은 전기 활성 렌즈 시스템의 사용자에 의해 개시될 수 있다. 일 구현예에서, 사용자는, 전기 활성 렌즈 시스템에 전력을 공급하는 전력 공급부에 결합된 수동 스위치를 사용하여, 전기 활성 렌즈 시스템 내의 하나 이상의 렌즈 요소의 스위칭을 개시할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 사용자는 안구 움직임 또는 안면 움직임을 사용하여 렌즈 요소의 스위칭을 개시할 수 있다. 본 구현예에서, 전기 활성 렌즈 시스템은, 사용자 안구 움직임 및/또는 안면 움직임을 감지하기 위해, 전력 공급부에 결합된 감지기를 포함한다. 다른 구현예에서, 전기 활성 렌즈 시스템은, 렌즈 요소를 제어하기 위해 전력 공급부에 전기적으로 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 소정의 속도에서 스위칭 상태 사이에서 자동으로 순환하도록 프로그래밍될 수 있다. 다른 구현예에서, 전기 활성 렌즈 시스템은, 사용자로부터 전기 활성 렌즈 요소의 포커싱 상태를 스위칭하기 위한 음성 명령을 수신하기 위해, 프로세서에 결합된 마이크로폰을 포함한다.An electroactive lens system can switch between states using any of several methods. System switching can be initiated by the user of the electroactive lens system. In one implementation, a user may initiate switching of one or more lens elements within the electroactive lens system using a manual switch coupled to a power supply that supplies power to the electroactive lens system. In another implementation, the user can initiate switching of the lens elements using an eye movement or facial movement. In this embodiment, the electroactive lens system includes a sensor coupled to the power supply for sensing user eye movement and/or facial movement. In another implementation, an electroactive lens system includes a processor electrically coupled to a power supply to control the lens elements. The processor may be programmed to automatically cycle between switching states at a predetermined rate. In another implementation, an electroactive lens system includes a microphone coupled to the processor for receiving a voice command from a user to switch a focusing state of an electroactive lens element.
도 11은 세 개의 렌즈 요소(1110, 1120, 및 1130)를 갖는 전기 활성 렌즈(1100)를 나타낸다. 이러한 구성은, 각각의 렌즈 요소에 대한 정렬 층 문지름 방향이 90도가 아니라 45도 회전 증분으로 있는 것을 제외하고는, 2-렌즈 구성과 유사하다. 예를 들어, 렌즈 요소(1110)는 광학축을 중심으로 제로 각도로 정렬된 정렬 층 문지름 방향을 가질 수 있고, 렌즈 요소(1120)는 광학축을 중심으로 45도로 정렬된 정렬 층 문지름 방향을 가질 수 있고, 렌즈 요소(1130)는 광학축을 중심으로 90도로 정렬된 정렬 층 문지름 방향을 가질 수 있다.11 shows an
다중 초점 능동형 렌즈 건 스코프Multifocal Active Lens Gun Scope
도 12는, 동시에 초점을 맞춘 근거리 평면 및 먼거리 평면으로부터의 비편광된 광의 상이한 편광 상태에서 광을 가져올 수 있는 전기 활성 렌즈(1290)를 갖는, 조절식 건 스코프(1200)를 나타낸다. 건 스코프(1200)는, 스코프 튜브(1222)의 일 단부 상에 배치된 대물 어셈블리(1224), 대물 어셈블리(1224)에 대향하고 스코프 튜브(1222)의 단부 상에 배치된 대안 어셈블리(1220)를 포함할 수 있다. 대물 어셈블리(1224)는, 광(1201)을 대안 어셈블리(1220)에 다시 전달하기 위한 하나 이상의 광학 요소(렌즈)(1264 및 1266)를 포함한다. 스코프 튜브(1222)는 또한, 가변 줌을 제공하는 광학 요소(1260 및 1262)를 수용한다. 스코프(1200)는 또한, 무기(예, 소총, 크로스보우, 머신 건, 또는 권총)에 스코프를 장착하기 위한 조준 및 장착 요소(예, 풍속 조절, 높이 조절, 및 장착 링)용 레티클(예, 크로스헤어)을 포함할 수 있다.12 shows an
전술한 바와 같이, 대안 어셈블리(1220)는, 상이한 평면(예, 근거리 및 원거리 평면)으로부터 비편광된 광(1201)의 상이한 편광 성분을 포커싱하기 위해, 도 8a 및 8b의 것과 유사한 전기 활성 렌즈(1290)를 포함한다. 전기 활성 렌즈(1290)는 제1 렌즈 요소(1210) 및 제2 렌즈 요소(1230)를 포함하고, 전술한 바와 같이 교차된 고유축(정렬 방향)를 갖고 편광기를 포함하지 않는다. 렌즈 요소(1210, 1230)는 상이한 (직교) 정렬 방향을 따라 편광된 광에 대해 상이한 광학능을 제공한다. 달리 말하면, 렌즈 요소(1210 및 1230)는 그들의 광학축이 일치하나 그들의 고유축이 서로에 대해 90°만큼 회전되도록 정렬되고, 제1 렌즈 요소의 포커싱 고유축은 제2 렌즈 요소의 투과 고유축에 평행하고, 제1 렌즈 요소의 투과 고유축은 제2 렌즈 요소의 포커싱 고유축에 평행하다. 렌즈 요소(1210 및 1230)는 도 9에 관해 전술한 바와 같이 작동할 수 있다.As described above, the
스코프의 대안적인 구현예에서, 스코프는 종래의 대안 어셈블리를 포함하고, 전기 활성 렌즈(1290)는 추가의 광학 구성 요소이다. 본 구현예에서, 전기 활성 렌즈(1290)는, 대물 렌즈(1224)와 종래의 대안 어셈블리 사이의 스코프 튜브(1222)에서, 또는 안구에 더 가까운 종래의 대안 어셈블리의 측면에 인접하여, 다른 광학 구성 요소와 함께 광학 직렬로 배치된다.In an alternative embodiment of the scope, the scope includes an alternative conventional assembly, and the
이러한 스코프 장치의 스위칭 가능한 상태는 둘 중 하나만을 선택하는 옵션과 동시에 두 개의 초점 거리를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 두 개의 표적(예, 더 가까운 표적 및 더 먼 표적)을 모니터링하는 경우, 두 개의 동시-초점 모드가 사용되어 두 표적을 초점에 둘 수 있게 할 수 있다(도 9의 상태 4와 유사함). 표적을 단 하나의 표적까지만 좁히기로 결정되면, 사용자는 전기 활성 렌즈(1290)를 단일 초점 모드로 스위칭하여 더 나은 초점과 더 높은 대조비로 그 표적(더 가까운 표적 또는 더 먼 표적)에 더 집중할 수 있다.The switchable state of these scope devices can provide two focal lengths simultaneously with the option of choosing one or the other. For example, if a user is monitoring two targets (e.g., a closer target and a farther target), two simultaneous-focus modes may be used to bring both targets into focus (see FIG. 9 ). similar to 4). If it is decided to narrow the target to only one target, the user can switch the
도 13은 장착 링(1312, 1314)을 갖는 소총(1300) 상에 장착된 도 12의 스코프(1200)를 나타낸다. 소총(1300)은 트리거 가드 근처에 장착된 스위치(1320)를 포함한다. 스위치(1320)는, 사격자가 그의 손, 그의 신체, 또는 소총(1300)을 이동시키지 않고서 스위치를 작동할 수 있을 정도로, 트리거 및 트리거 카드에 충분히 가깝다. 스위치(1320)는 스코프(1200)에 결합되고, 그의 상이한 상태 사이에서 스코프(1200) 내 전기 활성 렌즈(1290)를 스위칭하는 데 사용된다. 바람직하게는, 스위치(1320)는 무선 송신기를 포함하고, 스코프(1200)는 스위치(1320)와 스코프(1200) 사이에 무선 결합을 제공하기 위한 무선 수신기를 포함한다. 다른 구현예에서, 스위치(1320)는 와이어 또는 다른 물리적 연결을 통해 스코프(1200)에 결합된다. 또 다른 구현예에서, 스위치(1320)는 사격자가 표적을 찾는 것을 돕는 제2 사람인 "스포터"에 의해 제어될 수 있다. 많은 다른 스위칭 방법이 사용될 수 있으며, 이는 인간 제어 인자의 분야에서 당업자에게 공지되어 있다.13 shows the
전기 활성 렌즈(1290)는 전원(예, 재충전식 배터리 또는 축전기)에 의해 전력이 공급된다. 전원은 스코프 하우징 내부, 소총 하우징 내부, 또는 스코프 하우징 또는 소총 하우징의 표면 상에 배치된다. 프로세서는 전기 활성 렌즈(1290)에 작동 가능하게 결합되고 전기 활성 렌즈(1290)의 제어를 제공한다. 프로세서는 스코프 하우징 내부, 소총 하우징 내부, 또는 스코프 하우징 또는 소총 하우징의 표면 상에 배치된다. 프로세서는 또한, 전기 활성 렌즈(1290)를 제어하기 위한 전압 구배 및 진폭을 제공한다.The
다중 초점 전기 활성 렌즈의 기타 응용Other Applications of Multifocal Electroactive Lenses
소총 사격 외에도, 다중 초점 전기 활성 렌즈가 유용할 수 있는 많은 다른 응용예가 있다. 예를 들어, 다중 초점 전기 활성 렌즈는 당구를 할 경우에 큐 볼과 타겟 볼에 큐를, 타겟 볼의 의도된 목적지와 정렬시키기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 예시로서, 차량 운전 시 다중 초점 전기 활성 렌즈가 사용될 수 있어서, 차량 내의 대시보드 기기를 여전히 도로에 초점을 맞추면서 볼 수 있다. 다른 예시로서, 다중 초점 전기 활성 렌즈는, 볼을 잡아야 하는 스포츠를 할 경우에 사용될 수 있으며, 여기서 볼은 초기에 멀리 떨어져 있고 점점 가까워진다. 다른 예시로서, 다중 초점 전기 활성 렌즈는 라켓 스포츠를 할 경우에 사용될 수 있으며, 공을 칠 때 근거리 초점을 사용하고, 또한 멀리 떨어져 있을 때 공을 추적하기 위해 원거리 초점도 사용할 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈는 또한, 조리 장비와 음식의 초점을 유지하면서 레시피를 읽을 수 있도록 음식을 조리하는 동안에도 사용될 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈는 또한, 조종사가 원거리 초점을 유지하면서도 기기와 같은 가까운 물체를 볼 수 있도록, 항공기를 비행하는 조종사에 의해서도 사용될 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈는 또한, 카드 게임을 할 경우에도 사용될 수 있어서, 플레이어는 다른 플레이어를 관찰하면서 자신의 손에 있는 카드를 볼 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈는 또한, 의료 시술을 수행할 경우에 사용하여, 의사가 환자를 명확하게 보면서 먼 곳의 진단 장비 판독값도 확인할 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈는, 키보드가 초점에 놓일 수 있도록 타이핑하면서, 동시에 모니터 또는 문서와 같은 객체를 더 멀리 볼 수 있도록 사용될 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈는 산업 환경에서 작업자가 사용할 수 있으며, 여기서 작업자는 측정 장치(예, 전압계)에 초점을 맞추면서 더 멀리 떨어진 측정 대상(예, 회로)을 여전히 볼 수 있다.Besides rifle shooting, there are many other applications where multifocal electroactive lenses can be useful. For example, a multifocal electroactive lens can be used to align a cue ball and a target ball with the intended destination of the target ball when playing billiards. As another example, multifocal electroactive lenses can be used when driving a vehicle, so that dashboard instruments within the vehicle can be viewed while still focused on the road. As another example, multifocal electroactive lenses can be used when playing sports that require catching a ball, where the ball is initially far away and gets closer. As another example, multifocal electroactive lenses can be used when playing racquet sports, using near focus when hitting a ball, and also far focus to track the ball when away. Multifocal electroactive lenses can also be used while cooking food so that the recipe can be read while keeping the cooking equipment and food in focus. Multifocal electroactive lenses may also be used by pilots flying aircraft to allow the pilot to see near objects, such as instruments, while maintaining far focus. Multifocal electroactive lenses can also be used when playing card games, so that players can see the cards in their hands while observing other players. Multifocal electroactive lenses can also be used when performing medical procedures, allowing doctors to see the patient clearly and read diagnostic equipment readings from a distance. A multifocal electroactive lens can be used to look farther away at an object, such as a monitor or document, while typing so that the keyboard can be brought into focus. Multifocal electroactive lenses can be used by workers in industrial environments, where the operator can focus on a measurement device (eg a voltmeter) while still viewing a more distant measurement object (eg a circuit).
다중 초점 전기 활성 렌즈는 여러 광학 장치 중 어느 하나에 사용될 수 있다. 예를 들어, 렌즈는 안경테, 콘택트 렌즈, 또는 인공수정체에 장착될 수 있다.Multifocal electroactive lenses can be used in any one of several optical devices. For example, the lenses may be mounted on spectacle frames, contact lenses, or intraocular lenses.
도 14a는 다중 초점 전기 활성 안경(1800)을 나타낸다. 전기 활성 안경(1800)은 안경의 템플 중 하나 또는 모두에 배치된 전자 모듈(202)을 포함할 수 있다. 전자 모듈(202)은 전력 공급부 및/또는 프로세서를 포함할 수 있다. 전자 모듈(202)은 전도성 링크(1802)를 통해 다중 초점 전기 활성 렌즈(104 및 106)에 전기적으로 결합될 수 있다. 다중 초점 전기 활성 렌즈(104 및 106)는 도 8a의 전기 활성 렌즈(800)와 같이 편광기 없이 전기 활성 렌즈 요소를 회전시킬 수도 있다. 전도성 링크(1802)는, 전자 모듈(202)과 다중 초점 전기 활성 렌즈(104 및 106) 사이에 전기적 연결을 제공하는 임의 개수의 전도성 요소(예, 가요성 리본 커넥터)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 다중 초점 전기 활성 안경은 단지 하나의 다중 초점 전기 활성 렌즈를 가질 수 있고, 다른 하나의 렌즈는 종래의 렌즈일 수 있다. 다중 초점 전기 활성 안경과 유사하게, 본 기술의 다른 구현예는 다중 초점 전기 활성 선글라스를 포함한다. 전기 활성 안경에 대한 더 자세한 내용은, 예를 들어, 그 전체가 참조로서 본원에 통합되는 미국 특허 출원 제2020/0225511 A1호를 참조한다.14A shows multifocal
작동 시, 다중 초점 전기 활성 안경(1800)은 여러 가지 방법 중 하나로 상이한 포커싱 상태(다중 초점 및 단일 초점 상태) 사이에서 스위칭할 수 있다. 일 구현예에서, 안경(1800)은, 안경의 템플에 배치되고 모듈(202)에 작동 가능하게 결합되는 버튼(1810)(예, 용량성 터치 스위치)을 포함할 수 있다. 안경의 착용자는 버튼(1810)을 사용하여 포커싱 상태 사이에서 스위칭할 수 있다. 안경은 또한, 안경에 결합되고 모듈(202)에 작동 가능하게 결합된 감지기를 사용하여 스위칭할 수 있어, 안경 착용자의 안구 움직임 또는 안면 움직임을 감지할 수 있다. 모듈(202) 내의 프로세서는, 소정의 속도로 스위칭 상태 사이에서 자동으로 순환하도록 프로그래밍될 수 있다. 안경(1800)은 또한, 포커싱 상태를 스위칭하기 위해 원격 장치(예, 스마트폰)로부터 신호를 수신하는 안테나를 포함할 수 있다.In operation, the multifocal
도 14b는 다중 초점 전기 활성 콘택트 렌즈(1900)를 나타낸다. 다중 초점 전기 활성 콘택트 렌즈(1900)는, 도 8a의 전기 활성 렌즈(800)처럼 전기 활성 렌즈 요소가 회전하고 편광기가 없는 다중 전기 활성 렌즈(1902)를 포함한다. 콘택트 렌즈(1900)는, 전기 활성 렌즈(1902) 내의 전극에 전력을 제공하기 위한 버스 라인(1920)을 포함한다. 전기 활성 렌즈(1902)는, 버스 라인(1920)에 직접 결합되지 않은 전기 활성 렌즈(1902) 내의 전극을 전기적으로 결합하는, 저항 브리지(1950)를 포함할 수 있다. 버스 라인은, 가요성 인쇄 회로 기판(PCB)(1926)을 통해 프로세서(여기서, ASIC(1924))에 연결되는, 버스(1922)에 연결될 수 있다. 가요성 PCB(1926)는 또한, ASIC(1924)를 링 형상의 전력 배터리(1928) 및 (선택적으로) 링 형상의 안테나(1930)에 연결할 수 있으며, 이들 모두는 전기 활성 렌즈(1902)와 동심을 이룬다. 이들 구성 요소 모두는 베이스 광학 요소(1904)에 부착되거나 전체적으로 또는 부분적으로 매립될 수 있다. 이러한 베이스 광학 요소(1904)는 추가적인 광학능을 제공할 수 있고-즉, 고정된 렌즈로서 기능할 수 있고- 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있고, 소프트 콘택트 렌즈에 사용되는 것과 같은 소프트 하이드로겔을 포함할 수 있다.14B shows a multifocal
작동 시, 콘택트 렌즈(1900)는 여러 가지 방법 중 하나로 상이한 포커싱 상태(다중 초점 및 단일 초점 상태) 사이에서 스위칭할 수 있다. 콘택트 렌즈가 스위칭할 수 있는 한 가지 방법은, ASIC(1924)를 사용하는 것이며, 이는 소정의 속도로 스위칭 상태 사이에서 자동으로 순환하도록 프로그래밍될 수 있다. 콘택트 렌즈가 스위칭할 수 있는 다른 방법은 안테나(1930)를 사용하는 것이며, 이는 원격 장치(예, 스마트폰)로부터 신호를 수신하여 포커싱 상태를 스위칭할 수 있다.In operation,
도 14c는 다중 초점 전기 활성 렌즈(430) 및 재충전식 배터리 링(424)을 갖는 다중 초점 전기 활성 인공수정체(400)를 나타낸다. 다중 초점 전기 활성 렌즈(430)는 도 8a의 전기 활성 렌즈(800)와 같이 편광기 없이 전기 활성 렌즈를 회전시킬 수도 있다. 렌즈 앵커(414)는, 다중 초점 전기 활성 렌즈(430)를 안정화시키고 원하는 위치 및 배향으로 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 재충전식 배터리 링(424)은 외부 장치에 의해 유도 전력을 공급받을 수 있다. 다른 전력 공급원은, 몸체 움직임의 기계적 에너지, 태양전지, 및 전도성 전하를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 전력 연결부(422)는 배터리(424)를 다중 초점 전기 활성 렌즈(430)에 전기적으로 결합한다. 선택적인 베이스 렌즈(452)는 종래의 렌즈 구성을 사용하여 베이스 굴절력을 제공할 수 있다. 베이스 렌즈(452)는 또한, IOL을 제조하는 데 현재 사용되는 재료, 단지 예시로서 소프트 아크릴 또는 고체 의료 등급 실리콘과 유사한 생체적합성 재료로 이루어지고 기밀된 인클로저 내에 전기 활성 렌즈(430)를 캡슐화할 수 있다. 인공수정체(400)는, 다중 초점 전기 활성 렌즈(430)의 스위칭 상태를 제어하기 위해 재충전식 배터리 링(424)에 결합된 프로세서를 포함한다. 인공수정체(400)는 원격 장치로부터 신호를 수신하기 위한 안테나를 선택적으로 포함할 수 있다. 전기 활성 인공 수정체에 대한 자세한 내용은, 예를 들어 그 전체가 참조로서 본원에 통합되는 미국 특허 출원 제2019/0110887 A1호를 참조한다. 작동 시, 프로세서는 소정의 속도로 스위칭 상태 사이에서 자동으로 순환하도록 프로그래밍될 수 있다. 대안적으로, 인공수정체(400)는 안테나가 원격 장치(예, 스마트폰)로부터 신호를 수신할 경우에 스위칭 상태 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있다.14C shows a multifocal electroactive
결론conclusion
본 발명의 다양한 구현예가 설명되고 예시되었지만, 당업자는, 본원에서 설명된 바와 같은 기능 및/또는 그 결과 및/또는 하나 이상의 장점을 수행하기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조를 쉽게 상상할 것이며, 이러한 변형 및/또는 수정의 각각은 본원에 설명된 본 발명의 구현예의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 보다 일반적으로, 당업자는 본원에 기술된 모든 파라미터, 치수, 재료 및 구성은 예시적인 것으로 의도되며 실제 파라미터, 치수, 재료 및/또는 구성은 본 발명의 교시가 사용되는 특정 적용분야 또는 적용분야들에 따라 달라질 것임을 쉽게 이해할 것이다. 당업자는 본원에서 기술된 특정한 본 발명의 구현예와 많은 등가물을 일상적인 실험을 사용하여 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 구현예는 단지 예로서 제시되고, 첨부된 청구범위 및 이에 등가인 범위 내에서, 본 발명의 구현예들이 구체적으로 기술되고 청구된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 개시의 발명의 구현예는 본원에 기술된 각각의 개별적인 특징, 시스템, 물품, 재료, 키트 및/또는 방법에 관한 것이다. 또한, 이러한 특징, 시스템, 물품, 재료, 키트 및/또는 방법이 서로 일치하지 않는 경우, 둘 이상의 이러한 특징, 시스템, 물품, 재료, 키트 및/또는 방법의 임의의 조합이 본 개시의 발명의 범위 내에 포함된다.While various embodiments of the present invention have been described and illustrated, those skilled in the art will readily imagine various other means and/or structures for carrying out the functions and/or results and/or one or more of the advantages described herein, and such variations and/or each of the modifications are considered to be within the scope of an embodiment of the invention described herein. More generally, those skilled in the art will understand that all parameters, dimensions, materials and/or configurations described herein are intended to be illustrative and that actual parameters, dimensions, materials and/or configurations will depend on the particular application or applications in which the teachings of the present invention are employed. It will be easy to understand that it will be different. Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific inventive embodiments described herein. Accordingly, it is to be understood that the foregoing implementations are presented by way of example only and that, within the scope of the appended claims and their equivalents, implementations of the present invention may be practiced otherwise than as specifically described and claimed. An inventive embodiment of the present disclosure is directed to each individual feature, system, article, material, kit, and/or method described herein. Further, if such features, systems, articles, materials, kits, and/or methods are inconsistent with one another, any combination of two or more such features, systems, articles, materials, kits, and/or methods is within the scope of the present disclosure. included within
또한, 다양한 본 발명의 개념이 하나 이상의 방법으로서 구현될 수 있으며, 그 중 하나가 실시예로서 제공되었다. 상기 방법의 일부로서 수행되는 작동은 임의의 적절한 방식으로 순서화될 수 있다. 따라서, 구현예는 도시된 것과 상이한 순서로 작동이 수행되도록 구성될 수 있으며, 예시적인 구현예에서 순차적인 작동으로 나타나더라도, 일부 작동을 동시에 수행하는 것을 포함할 수 있다.In addition, various inventive concepts may be implemented in one or more ways, one of which has been presented as an example. The operations performed as part of the method may be sequenced in any suitable manner. Accordingly, implementations may be configured such that operations are performed in an order different from that shown, and may involve performing some operations concurrently, even though operations appear sequential in example implementations.
본원에 정의되고 사용된 모든 정의는, 사전적 정의, 참조로서 통합된 문서 내의 정의 및/또는 정의된 용어의 일반적인 의미를 통제하는 것으로 이해해야 한다.All definitions defined and used herein are to be understood as controlling for dictionary definitions, definitions in documents incorporated by reference and/or general meanings of the defined terms.
본원에서 사용된 부정관사("일" 및 "하나")는, 달리 명백히 나타내지 않는 한 "적어도 하나"라는 의미로 이해해야 한다.As used herein, the indefinite articles ("one" and "one") are to be understood to mean "at least one" unless the context clearly dictates otherwise.
본원에서 사용된 "및/또는"이라는 문구는, 본 명세서 및 청구범위에서, 접합된, 즉 어떤 경우에는 결합하여 존재하고 다른 경우에는 분리적으로 존재하는 요소들 중 "둘 중 하나 또는 둘 다"를 의미하는 것으로 이해해야 한다. "및/또는"으로 열거된 다중 요소는 동일한 방식으로, 즉, 접합된 요소 중 "하나 이상의"로 해석되어야 한다. "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별된 요소들, 구체적으로 식별된 요소와 관련이 있거나 관련이 없는 다른 요소 이외의 다른 요소가 선택적으로 존재할 수 있다. 따라서, 비한정적인 예로서, "포함하는"과 같은 개방형 언어와 함께 사용될 때, "A 및/또는 B"에 대한 언급은: 일 구현예에서 A만(선택적으로 B이외의 요소를 포함); 다른 구현예에서, B만(선택적으로 A이외의 요소를 포함); 또 다른 구현예에서는 A 및 B 둘 다(선택적으로 다른 요소를 포함); 등을 지칭할 수 있다.As used herein, the phrase “and/or” means “either or both” of elements that are conjugated, i.e., present in conjunction in some cases and present separately in other cases, in the specification and claims. should be understood as meaning Multiple elements listed with “and/or” should be construed in the same manner, ie, “one or more” of the conjoined elements. Other elements may optionally be present other than those elements specifically identified by the “and/or” clause, related or unrelated to the elements specifically identified. Thus, as a non-limiting example, when used in conjunction with open language such as "comprising", a reference to "A and/or B" may, in one embodiment, only contain A (optionally including elements other than B); in other embodiments, only B (optionally including elements other than A); In another embodiment, both A and B (optionally including other elements); etc. can be referred to.
본 명세서 및 청구범위에 있어서 본원에서 사용되는 바와 같이, "또는"은 위에 정의된 바와 같이 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 목록에서 물품을 분리할 때 "또는" 또는 "및/또는"은 포괄적인 것, 즉, 적어도 하나를 포함하되, 하나를 초과하는 숫자 또는 요소 목록, 및, 선택적으로, 추가적인 목록에 없는 물품 또한 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 반대로, 예컨대 "단지 하나의" 또는 "정확하게 하나의", 또는 청구범위에서 사용될 때, "구성되는"과 같이, 명확하게 지시된 용어들 만이, 숫자 또는 요소 목록에서 정확히 하나의 요소를 포함하는 것을 지칭할 것이다. 일반적으로, 본원에서 사용되는 용어 "또는"은, 예컨대 "어느 하나의," "중 하나의," "단지 하나의," 또는 "정확히 하나의" 와 같이 배타적인 용어가 앞에 올 때, 배타적 대안(즉, "하나 또는 다른 하나이되 둘 다는 아님")을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 청구범위에서 사용되는 경우, "본질적으로 이루어지는"은 특허법 분야에서 사용되는 바와 같이 통상적인 의미를 가질 것이다.As used herein in this specification and claims, "or" should be understood to have the same meaning as "and/or" as defined above. For example, "or" or "and/or" when separating items from a list is meant to be inclusive, i.e., to a list of numbers or elements including but not limited to at least one, and, optionally, additional lists. It should be construed as including items without. Conversely, only explicitly indicated terms, such as "only one" or "exactly one" or, when used in the claims, "consisting of", indicate the inclusion of exactly one element in a number or list of elements. will refer In general, as used herein, the term “or” refers to an exclusive alternative when preceded by an exclusive term, such as “any one,” “one of,” “only one,” or “exactly one.” (ie, "one or the other but not both"). When used in the claims, “consisting essentially of” shall have its ordinary meaning as used in the field of patent law.
본 명세서 및 청구범위에 있어서 본원에서 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 요소의 목록에 관하여 "적어도 하나의"라는 어구는, 요소 목록 내의 임의의 하나 이상의 요소로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 의미하되, 요소 목록에 구체적으로 나열된 각 요소 및 모든 요소 중 적어도 하나를 반드시 포함하고, 요소 목록 내의 요소의 임의의 조합을 배제할 필요는 없다. 이러한 정의는, 또한, 구체적으로 식별된 요소 이외에 상응 요소가 구체적으로 식별된 요소와 관련이 있는지 여부와 상관없이, 문구 "적어도 하나"가 지칭하는 요소의 목록 내에 선택적으로 존재할 수 있게 한다. 따라서, 비한정적인 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 등등하게 "A 또는 B 중 적어도 하나," 또는, 동등하게 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는: 일 구현예에서, B가 없이, 적어도 하나의 A, 선택적으로는 둘 이상(및 선택적으로 B외의 요소를 포함함); 다른 구현예에서, A가 없이, 적어도 하나의 B, 선택적으로 둘 이상(및 선택적으로 A외의 요소를 포함함); 또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 A, 선택적으로 둘 이상, 및 적어도 하나의 B, 선택적으로 둘 이상(및 선택적으로 다른 요소를 포함함); 등을 지칭할 수 있다.As used herein in this specification and claims, the phrase "at least one" in reference to a list of one or more elements means at least one element selected from any one or more elements in the list of elements, but necessarily include at least one of each and every element specifically listed in , and do not necessarily exclude any combination of elements in the element list. This definition also allows for a corresponding element other than the specifically identified element to be optionally present within the list of elements to which the phrase “at least one” refers, whether or not related to the specifically identified element. Thus, as a non-limiting example, "at least one of A and B" (or, equivalently, "at least one of A or B," or, equivalently, "at least one of A and/or B") means: in , without B, at least one A, optionally two or more (and optionally including elements other than B); in other embodiments, without A, at least one B, optionally two or more (and optionally including elements other than A); in another embodiment, at least one A, optionally two or more, and at least one B, optionally two or more (and optionally including other elements); etc. can be referred to.
상기 명세서에서와 청구범위에서 "포함하는", "포함한", "갖는", "가지는", "함유하는", "수반하는", "보유하는", "구성되는" 등과 같은 모든 전환구는, 개방형으로서, 즉, 포함하되 이에 한정되지 않음을 의미한다는 것을 이해해야 한다. "구성되는" 및 "본질적으로 구성되는"의 전환구 만이, 미국 특허청 특허 심사 절차 매뉴얼 2111.03에 기술된 바와 같이, 폐쇄형 또는 반 폐쇄형 전환구에 상응한다.In the foregoing specification and claims, all transition phrases such as "comprising", "comprising", "having", "having", "including", "involving", "having", "consisting of", etc. are open-ended. As, that is, it should be understood that it means including, but not limited to. Only transitional phrases of "consisting of" and "consisting essentially of" correspond to closed or semi-closed transitional phrases, as described in United States Patent and Trademark Office Manual of Patent Examination Procedures 2111.03.
Claims (22)
상태 A(제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 편광 상태의 광에 대해 제1 광학능, 및 상기 제1 편광 상태와 상이한 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함), 및 상태 B(상기 제1 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제1 광학능과 상이한 제2 광학능, 및 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제1 전기 활성 렌즈 요소; 및
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소와 광학 직렬이고, 상태 C(제2 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 상기 제1 광학능 및 상기 제2 광학능과 상이한 제3 광학능, 및 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함), 및 상태 D(상기 제2 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제4 광학능, 및 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제2 전기 활성 렌즈 요소를 포함하는, 렌즈.As an electroactive lens,
state A (the first electroactive lens element provides a first optical power for light of the first polarization state and zero optical power for light of a second polarization state different from the first polarization state), and state B ( wherein the first electroactive lens element is configured to switch between a second optical power different from the first optical power for light in the first polarization state and providing zero optical power for light in the second polarization state. a first electroactive lens element; and
in optical series with the first electroactive lens element, state C (a second electroactive lens element having a third optical power different from the first and second optical powers for light in the second polarization state, and providing zero optical power for light of the first polarization state, and state D (the second electroactive lens element provides a fourth optical power for light of the second polarization state, and state D for light of the first polarization state) and a second electroactive lens element configured to switch between (providing zero optical power for ).
제1 기판;
상기 제1 기판의 표면 상에 배치된 제1 복수의 전극;
상기 제1 복수의 전극 및 상기 제1 기판의 일부분 상에 배치된 제1 정렬 층;
제1 공동을 형성하는 상기 제1 기판에 결합된 제2 기판;
상기 제2 기판의 표면 상에 배치된 전기 전도성 코팅;
상기 전기 전도성 코팅 상에 배치된 제2 정렬 층; 및
상기 제1 정렬 층과 상기 제2 정렬 층 사이에서 상기 제1 공동 내에 배치된 액정 재료를 포함하는, 전기 활성 렌즈.The method of claim 1, wherein the first electroactive lens element comprises:
a first substrate;
a first plurality of electrodes disposed on a surface of the first substrate;
a first alignment layer disposed over the first plurality of electrodes and a portion of the first substrate;
a second substrate coupled to the first substrate forming a first cavity;
an electrically conductive coating disposed on a surface of the second substrate;
a second alignment layer disposed on the electrically conductive coating; and
and a liquid crystal material disposed within the first cavity between the first alignment layer and the second alignment layer.
상기 제1 광학능 수준은 약 1/4 디옵터 내지 약 5 디옵터이고,
상기 제2 광학능 수준은 약 0 디옵터 내지 약 5 디옵터이고,
상기 제3 광학능 수준은 약 1/4 디옵터 내지 약 5 디옵터이고,
상기 제4 광학능 수준은 약 0 디옵터 내지 약 5 디옵터인, 전기 활성 렌즈.According to claim 1,
the first optical power level is from about 1/4 diopters to about 5 diopters;
the second optical power level is from about 0 diopters to about 5 diopters;
the third optical power level is from about 1/4 diopters to about 5 diopters;
wherein the fourth optical power level is between about 0 diopters and about 5 diopters.
상기 제1 광학능 수준은 상기 제3 광학능 수준과 상이하고,
상기 제2 광학능 수준은 상기 제4 광학능 수준과 동일한, 전기 활성 렌즈.According to claim 1,
the first level of optical power is different from the third level of optical power;
wherein the second optical power level is equal to the fourth optical power level.
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소는 기계적 스위치, 음성 작동, 또는 안구 움직임 중 적어도 하나를 통해 상태 A와 상태 B 사이에서 스위칭하도록 구성되고,
상기 제2 전기 활성 렌즈 요소는 기계적 스위치, 음성 작동, 또는 안구 움직임 중 적어도 하나를 통해 상태 C와 상태 D 사이에서 스위칭하도록 구성되는, 전기 활성 렌즈.According to claim 1,
the first electroactive lens element is configured to switch between state A and state B through at least one of a mechanical switch, voice actuation, or eye movement;
wherein the second electroactive lens element is configured to switch between state C and state D via at least one of a mechanical switch, voice actuation, or eye movement.
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소 및 상기 제2 전기 활성 렌즈 요소와 광학 직렬로 있는 제3 전기 활성 렌즈 요소를 추가로 포함하되, 상기 제3 전기 활성 렌즈 요소는, 상태 E(상기 제3 전기 활성 렌즈 요소는 제3 편광 상태의 광에 대해 상기 제1 광학능, 상기 제2 광학능, 및 상기 제3 광학능과 상이한 제5 광학능, 및 상기 제1 편광 상태 및 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함), 및 상태 F(상기 제3 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제3 편광 상태의 광에 대해 제6 광학능, 및 상기 제1 편광 상태와 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는, 전기 활성 렌즈.According to claim 1,
further comprising a third electroactive lens element in optical series with the first electroactive lens element and the second electroactive lens element, wherein the third electroactive lens element comprises state E (the third electroactive lens element) The elements are the first optical power, the second optical power, and a fifth optical power different from the third optical power for light in a third polarization state, and for light in the first and second polarization states. provides zero optical power for light), and state F, wherein the third electroactive lens element has a sixth optical power for light in the third polarization state, and for light in the first and second polarization states. providing zero optical power).
상기 건 스코프는 건에 장착되도록 구성되고,
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소 및 상기 제2 전기 활성 요소는, 상기 건 상의 트리거 가드에 인접하게 배치된 기계적 스위치를 통해 상태 사이에서 스위칭하도록 구성되는, 전기 활성 렌즈 요소.According to claim 15,
The gun scope is configured to be mounted on a gun,
wherein the first electroactive lens element and the second electroactive lens element are configured to switch between states via a mechanical switch disposed adjacent a trigger guard on the gun.
상태 A(제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 편광 상태의 광에 대해 제1 광학능, 및 상기 제1 편광 상태와 상이한 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함), 및 상태 B(상기 제1 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제1 광학능과 상이한 제2 광학능, 및 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제1 전기 활성 렌즈 요소; 및
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소와 광학 직렬이고, 상태 C(제2 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 상기 제1 광학능 및 상기 제2 광학능과 상이한 제3 광학능, 및 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함), 및 상태 D(상기 제2 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제4 광학능, 및 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제2 전기 활성 렌즈 요소를 포함하고,
상기 방법은,
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소에 제1 전압을 인가하여 상기 제1 전기 활성 렌즈 요소를 상태 A에서 상태 B로 스위칭하는 단계; 및
상기 제2 전기 활성 렌즈 요소에 상기 제1 전압과 상이한 제2 전압을 인가하여 상기 제2 전기 활성 렌즈 요소를 상태 C에서 상태 D로 스위칭하는 단계를 포함하는, 방법.A method of operating an electroactive lens, said electroactive lens comprising:
state A (the first electroactive lens element provides a first optical power for light of the first polarization state and zero optical power for light of a second polarization state different from the first polarization state), and state B ( wherein the first electroactive lens element is configured to switch between a second optical power different from the first optical power for light in the first polarization state and providing zero optical power for light in the second polarization state. a first electroactive lens element; and
in optical series with the first electroactive lens element, state C (a second electroactive lens element having a third optical power different from the first and second optical powers for light in the second polarization state, and providing zero optical power for light of the first polarization state, and state D (the second electroactive lens element provides a fourth optical power for light of the second polarization state, and state D for light of the first polarization state) a second electroactive lens element configured to switch between providing zero optical power for
The method,
switching the first electroactive lens element from state A to state B by applying a first voltage to the first electroactive lens element; and
and applying a second voltage, different from the first voltage, to the second electroactive lens element to switch the second electroactive lens element from state C to state D.
하우징;
상기 하우징 내에 배치된 전기 활성 렌즈(상기 전기 활성 렌즈는,
상태 A(제1 전기 활성 렌즈 요소는 제1 편광 상태의 광에 대해 제1 광학능, 및 상기 제1 편광 상태와 상이한 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함), 및 상태 B(상기 제1 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제1 광학능과 상이한 제2 광학능, 및 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제1 전기 활성 렌즈 요소; 및
상기 제1 전기 활성 렌즈 요소와 광학 직렬이고, 상태 C(제2 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 상기 제1 광학능 및 상기 제2 광학능과 상이한 제3 광학능, 및 상기 제1 편광 상태의 광에 대한 제로 광학능을 제공함), 및 상태 D(상기 제2 전기 활성 렌즈 요소는 상기 제2 편광 상태의 광에 대해 제4 광학능, 및 상기 제1 편광 상태의 광에 대해 제로 광학능을 제공함) 사이에서 스위칭하도록 구성되는 제2 전기 활성 렌즈 요소를 포함함);
상기 하우징 내에 배치되고 상기 전기 활성 렌즈에 전기적으로 결합되는 프로세서; 및
상기 프로세서에 전기적으로 결합된 전원을 포함하되,
상기 프로세서는 상기 제1 전기 활성 렌즈 요소 및 상기 제2 전기 활성 렌즈 요소를 개별적으로 스위칭하는, 건 스코프.As a gun scope,
housing;
An electroactive lens disposed within the housing (the electroactive lens comprising:
state A (the first electroactive lens element provides a first optical power for light of the first polarization state and zero optical power for light of a second polarization state different from the first polarization state), and state B ( wherein the first electroactive lens element is configured to switch between a second optical power different from the first optical power for light in the first polarization state and providing zero optical power for light in the second polarization state. a first electroactive lens element; and
in optical series with the first electroactive lens element, state C (a second electroactive lens element having a third optical power different from the first and second optical powers for light in the second polarization state, and providing zero optical power for light of the first polarization state, and state D (the second electroactive lens element provides a fourth optical power for light of the second polarization state, and state D for light of the first polarization state) a second electroactive lens element configured to switch between providing zero optical power for ;
a processor disposed within the housing and electrically coupled to the electroactive lens; and
A power supply electrically coupled to the processor;
wherein the processor separately switches the first electroactive lens element and the second electroactive lens element.
제21항의 건 스코프;
트리거; 및
상기 트리거에 인접하게 장착된 상기 외부 스위치를 추가로 포함하되, 상기 외부 스위치는 상기 사용자가 상기 사용자의 손의 그립 또는 위치를 변경하지 않고서 상기 전기 활성 렌즈를 제어할 수 있게 하는, 건.As a case,
The gun scope of claim 21;
trigger; and
and further comprising the external switch mounted adjacent to the trigger, wherein the external switch enables the user to control the electroactive lens without changing the grip or position of the user's hand.
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